KR102284405B1 - Laminate body, barrier film, and manufacturing method of these - Google Patents

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Abstract

적층체(1)가 표면을 갖는 기재(4)와, 상기 기재(4)의 상기 표면 상의 적어도 일부에 형성되고, OH기를 갖는 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 언더코트층(3)과, 전구체를 원료로 하여 형성되고, 상기 언더코트층(3)의 노출면 상을 덮는 막형으로 형성된 원자층 퇴적막(2)을 구비하고, 상기 전구체의 적어도 일부가, 상기 유기 고분자의 상기 OH기에 결합하고 있다.A laminated body 1 includes a substrate 4 having a surface, a film or film undercoat layer 3 formed on at least a part of the surface of the substrate 4 and containing an organic polymer having an OH group; , a precursor as a raw material, and an atomic layer deposition film (2) formed in the form of a film covering the exposed surface of the undercoat layer (3), wherein at least a portion of the precursor is formed in the OH group of the organic polymer are combining

Description

적층체, 배리어 필름 및 이들의 제조 방법{LAMINATE BODY, BARRIER FILM, AND MANUFACTURING METHOD OF THESE}Laminate, barrier film, and manufacturing method thereof

본 발명은 적층체, 배리어 필름 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laminate, a barrier film, and a method for making the same.

본원은, 2013년 3월 27일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-066165호 및 2013년 12월 25일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-267184호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-066165 for which it applied to Japan on March 27, 2013, and Japanese Patent Application No. 2013-267184 for which it applied to Japan on December 25, 2013 and the contents are cited here.

물질을 기체와 같이 원자/분자 레벨로 움직일 수 있는 상태로 하는 기상을 사용하여 물체의 표면에 박막을 형성하는 방법은, 화학적 기상 성장법(CVD: Chemical Vapor Deposition)과 물리적 기상 성장법(PVD: Physical Vapor Deposition)으로 크게 구별된다.Methods of forming a thin film on the surface of an object using a vapor phase that makes a material move at an atomic/molecular level like gas are chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD: Physical Vapor Deposition).

대표적인 PVD로서 진공 증착법 및 스퍼터링법 등이 있고, 특히, 스퍼터링법에서는, 일반적으로 장치 비용은 비싸지만 막질과 막 두께의 균일성이 우수한 고품질 박막의 성막을 행할 수 있다. 그로 인해, 액정 디스플레이나 표시 디바이스 등에 넓게 응용되고 있다.Typical PVDs include a vacuum deposition method and a sputtering method. In particular, the sputtering method can form a high-quality thin film excellent in film quality and uniformity of film thickness, although the apparatus cost is generally high. Therefore, it is widely applied to a liquid crystal display, a display device, etc.

또한, CVD는 진공 챔버 내에 원료 가스를 도입하고, 열 에너지에 의해, 기판 상에 있어서 1종류 또는 2종류 이상의 가스를 분해 또는 반응시켜서, 고체 박막을 성장시키는 방법이다. 가스를 분해 또는 반응시킬 때, 성막 시의 반응을 촉진시키거나, 반응 온도를 낮추거나 하기 위해서, 플라즈마 또는 촉매(Catalyst) 반응을 병용하는 방법도 있고, 각각 PECVD(Plasma Enhanced CVD), Cat-CVD 등으로 불리고 있다. 이러한 CVD는 성막 결함이 적은 것이 특징이며, 게이트 절연막의 성막 등 반도체 디바이스의 제조 공정에 주로 적용되고 있다.Further, CVD is a method of growing a solid thin film by introducing a source gas into a vacuum chamber and decomposing or reacting one or two or more types of gases on a substrate by thermal energy. When decomposing or reacting gas, in order to accelerate the reaction at the time of film-forming, or to lower|hang the reaction temperature, there is also a method of using plasma or a catalyst (Catalyst) reaction together, PECVD (Plasma Enhanced CVD), Cat-CVD, respectively. It is called etc. Such CVD is characterized by few film-forming defects, and is mainly applied to the manufacturing process of semiconductor devices, such as film-forming of a gate insulating film.

또한, 최근에는, 원자층 퇴적법(ALD법: Atomic Layer Deposition)이 주목받고 있다. 이 ALD법은, 표면 흡착한 물질을 표면에 있어서의 화학 반응에 의해 원자 레벨에서 1층씩 성막해 가는 방법으로서, CVD의 범주로 분류된다. 또한, ALD법이 일반적인 CVD와 구별되는 것은, 소위 CVD(일반적인 CVD)는 단일의 가스 또는 복수의 가스를 동시에 사용하여 기판 상에서 반응시켜서 박막을 성장시키는 방법이다. 그에 비하여 ALD법은, 전구체(TMA: Tri-Methyl Aluminium) 또는 프리커서라고 불리는 활성이 풍부한 가스와 반응성 가스(이것도 또한 ALD에서는 전구체라고 불린다)를 교대로 사용하고, 기판 표면에 있어서의 흡착과, 이것에 이어지는 화학 반응에 의해 원자 레벨로 1층씩 박막 성장시켜 가는 특수한 성막 방법이다.In addition, in recent years, an atomic layer deposition method (ALD method: Atomic Layer Deposition) is attracting attention. This ALD method is a method of depositing a surface-adsorbed substance into a film layer by layer at the atomic level by a chemical reaction on the surface, and is classified into the category of CVD. Also, what distinguishes the ALD method from general CVD is that so-called CVD (general CVD) is a method of growing a thin film by using a single gas or a plurality of gases at the same time to react on a substrate. In contrast, the ALD method alternately uses a precursor (TMA: Tri-Methyl Aluminum) or a gas rich in activity called a precursor and a reactive gas (this is also called a precursor in ALD), adsorption on the substrate surface, It is a special film-forming method in which a thin film is grown one by one at an atomic level by a chemical reaction following this.

그런데, ALD법의 결점으로서, ALD법을 행하기 위해서는 특수한 재료를 사용 할 필요가 있는 점 및 그것에 의한 비용 상승 등을 들 수 있고, 최대의 결점은, 성막 속도가 느린 것이다. 예를 들어, 통상의 진공 증착 또는 스퍼터링 등의 성막법과 비교하여, 5 내지 10배 정도 성막 속도가 느리다.However, as drawbacks of the ALD method, there is a need to use a special material in order to perform the ALD method and an increase in cost thereof. The biggest drawback is that the film formation speed is slow. For example, compared with a film-forming method, such as a normal vacuum vapor deposition or sputtering, the film-forming speed|rate is about 5 to 10 times slow.

또한, ALD법에 의해 양질의 막을 얻기 위해서는, ALD법의 프로세스를 개선하는 것뿐만 아니라, ALD법의 전프로세스도 마찬가지로 중요한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조). 특허문헌 1은, 반도체 기판 상의 절연층에 플라즈마 처리를 실시함으로써, 계속되는 ALD법에 의한 막의 스텝 커버리지를 개선할 수 있는 기술을 개시하고 있다.In addition, in order to obtain a high-quality film by the ALD method, it is known that not only the process of the ALD method is improved, but also the entire process of the ALD method is similarly important (for example, refer to Patent Document 1). Patent document 1 is disclosing the technique which can improve the step coverage of the film|membrane by the following ALD method by performing plasma processing to the insulating layer on a semiconductor substrate.

또한, 관련 기술로서, ALD법에 의해 원자층 증착을 행함으로써, 플라스틱 기판 또는 유리 기판 상에 기체 투과 배리어층을 형성하는 기술이 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2는, 광투과성이 있는 플라스틱 기판 상에 발광 중합체를 탑재하고, 그 발광 중합체의 표면과 측면에 ALD법에 의해 원자층 증착을 실시하고 있다(톱 코팅하고 있다). 이에 의해, 코팅 결함을 저감시킬 수 있음과 함께, 수십나노미터의 두께에 있어서 월등한 차이로 기체 투과를 저감시키는 것이 가능한 광투과성의 배리어 필름을 실현하는 기술을 개시하고 있다.Moreover, as a related art, the technique of forming a gas permeation barrier layer on a plastic substrate or a glass substrate by performing atomic layer deposition by ALD method is disclosed (for example, refer patent document 2). In Patent Document 2, a light-emitting polymer is mounted on a light-transmitting plastic substrate, and atomic layer deposition is performed on the surface and side surfaces of the light-emitting polymer by ALD (top coating). Thereby, while being able to reduce a coating defect, the technique of realizing the light-transmissive barrier film which can reduce gas permeation|transmission with an outstanding difference in the thickness of several tens of nanometers is disclosed.

일본 특허 공표 제2008-532271호 공보Japanese Patent Publication No. 2008-532271 일본 특허 공표 제2007-516347호 공보Japanese Patent Publication No. 2007-516347 일본 특허 공개2012-96431호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2012-96431 국제 공개 제2013/015412호International Publication No. 2013/015412

이상 서술한 바와 같이 종래부터, ALD법에 의해 기재의 외면에 원자층 퇴적막이 설치된 적층체가 널리 알려지고, 이들 적층체는, 가스 배리어성을 갖는 가스 배리어 필름 등에 바람직하게 사용되고 있다.As described above, a laminate in which an atomic layer deposition film is provided on the outer surface of a substrate by the ALD method is widely known conventionally, and these laminates are preferably used for a gas barrier film having gas barrier properties and the like.

그러나, 종래부터 알려져 있는 상기 적층체는, 원자층 퇴적막이 고분자 기재 상에 적층되고, 그 성장 형태가, 종래 Si 웨이퍼 등의 무기 결정을 기재로 하는 경우와 상이할 가능성이 높다. 산화 처리된 Si 웨이퍼를 기판으로 할 경우, 전구체의 흡착 사이트는 결정의 격자와 대략 동등한 밀도로 존재하고 이차원 성장 모드에서 막 성장이 진행된다. 그러나, 고분자 기재를 사용하는 경우, 전구체의 흡착 사이트의 분포 밀도가 낮기 때문에 격리하여 흡착한 전구체를 핵으로 하여, 삼차원 성장시켜서 확대함으로써, 근접하는 핵이 접촉하여 연속막이 되어 있을 가능성이 높다. 또한, 기재의 상태 및 ALD의 프로세스 조건에 따라서는, 기재의 외면으로부터, 기재의 외면에 수직인 방향을 향하여 막이 기둥형으로 성장하고 있을 가능성이 높은 것을 알았다. 즉, 상기 종래의 적층체는, 복수의 기둥형의 구조물이 배열되어 기재 상에 형성되어 있기 때문에, 기둥형의 구조물 사이의 간극을 통하여 기체가 출입할 우려가 있다. 바꾸어 말하면, 상기 종래의 적층체는, 이상적인 가스 배리어성을 갖고 있지 않을 우려가 있다.However, in the conventionally known laminate, the atomic layer deposition film is laminated on a polymer substrate, and the growth pattern thereof is highly likely to be different from the case in which inorganic crystals such as Si wafers are used as the substrate. When an oxidation-treated Si wafer is used as a substrate, precursor adsorption sites exist at a density approximately equal to that of a crystal lattice, and film growth proceeds in a two-dimensional growth mode. However, in the case of using a polymer substrate, since the distribution density of the adsorption sites of the precursor is low, the isolated and adsorbed precursor is used as a nucleus, and three-dimensional growth and expansion are carried out, so that the adjacent nuclei come into contact with each other to form a continuous film. In addition, it was found that, depending on the state of the substrate and the ALD process conditions, there is a high possibility that the film is growing in a columnar shape from the outer surface of the substrate to a direction perpendicular to the outer surface of the substrate. That is, in the conventional laminate, since a plurality of columnar structures are arranged and formed on a base material, there is a risk that gas enters and exits through gaps between the columnar structures. In other words, there exists a possibility that the said conventional laminated body does not have ideal gas-barrier property.

또한, 상기 고분자 기재 상에 이상적인 흡착 사이트가 전혀 없는 경우, 고분자 기재 상에 ALD법을 사용하여 적층체를 형성할 수 없을 우려가 있다.In addition, when there is no ideal adsorption site on the polymer substrate, there is a fear that a laminate cannot be formed on the polymer substrate by using the ALD method.

특허문헌 4에는, 상기 고분자 기재 상에 언더코트층을 도입하고, 반응성이 높은 구핵기를 고밀도로 도입하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 오프라인에서 실시하기 때문에, 표면의 반응성이 높은 관능기가 대기 중의 물질과 반응하여 실활될 우려 및 언더코트층 표면이 오염되어버릴 우려가 있다.Patent Document 4 discloses a method of introducing an undercoat layer on the polymer substrate and introducing highly reactive nucleophilic groups at a high density. However, since this method is performed offline, there exists a possibility that the functional group with high reactivity on the surface reacts with the substance in air|atmosphere, and there exists a possibility that it may deactivate, and there exists a possibility that the surface of an undercoat layer may become contaminated.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 가스 배리어성이 높은 적층체를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a laminate with high gas barrier properties.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 채용하였다.In order to solve the said subject, this invention employ|adopted the following structures.

본 발명의 제일 형태에 관한 적층체는, 표면을 갖는 기재와, 상기 기재의 상기 표면 상의 적어도 일부에 형성되고, OH기를 갖는 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 언더코트층과, 전구체를 원료로 하여 형성되고, 상기 언더코트층의 노출면 상을 덮는 막형으로 형성된 원자층 퇴적막을 구비한다. 또한, 상기 전구체의 적어도 일부가, 상기 유기 고분자의 상기 OH기에 결합하고 있다.The laminate according to the first aspect of the present invention comprises a substrate having a surface, a film or film undercoat layer formed on at least a part of the surface of the substrate and containing an organic polymer having an OH group, and a precursor as a raw material. and an atomic layer deposition film formed in the form of a film that covers the exposed surface of the undercoat layer. Moreover, at least a part of the said precursor is couple|bonded with the said OH group of the said organic polymer.

또한, 상기 유기 고분자가, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)과 폴리메타크릴산메틸의 공중합체여도 된다.Moreover, the copolymer of poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) and polymethyl methacrylate may be sufficient as the said organic polymer.

또한, 상기 공중합체의 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)이 공중합체 중에서 15몰% 이상 50몰% 이하의 비율로 포함되어 있는 공중합체여도 된다.Moreover, the copolymer in which the poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) of the said copolymer is contained in the ratio of 15 mol% or more and 50 mol% or less in a copolymer may be sufficient.

또한, 상기 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸) 중의 OH기의 일부가 가교하여 삼차원 그물눈 구조를 형성하고 있어도 된다.In addition, a part of the OH groups in the poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) may be crosslinked to form a three-dimensional network structure.

본 발명의 제2 형태에 관한 적층체는, 표면을 갖는 고분자 기재와, 상기 고분자 기재의 상기 표면 상의 적어도 일부에 형성되고, 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 언더코트층과, 상기 언더코트층의 표면을 덮도록 형성되고, 구핵성 관능기를 포함하고 또한 산소 원소 O와 탄소 원소 C의 원소비 O/C 및 질소 원소 N과 탄소 원소 C의 원소비 N/C 중 적어도 한쪽이 상기 언더코트층보다도 큰 밀착층과, 전구체를 원료로 하여 상기 밀착층의 표면을 덮도록 형성되어 있는 원자층 퇴적막을 구비한다. 또한, 상기 전구체의 적어도 일부가 상기 구핵성 관능기에 결합하고 있다.A laminate according to a second aspect of the present invention includes a polymer substrate having a surface, a film or film undercoat layer formed on at least a part of the surface of the polymer substrate and containing an organic polymer, and the undercoat It is formed so as to cover the surface of the layer, contains a nucleophilic functional group, and at least one of the element ratio O/C of the oxygen element O and the carbon element C and the element ratio N/C of the nitrogen element N and the carbon element C is the undercoat An adhesion layer larger than the layer is provided, and an atomic layer deposition film formed so as to cover the surface of the adhesion layer using a precursor as a raw material. Moreover, at least a part of the said precursor is couple|bonded with the said nucleophilic functional group.

또한, 상기 언더코트층이, 비공유 전자쌍을 포함하는 원소 또는 관능기를 가져도 된다.Moreover, the said undercoat layer may have the element or functional group containing a lone pair.

또한, 상기 밀착층의 막 두께가 0.1nm 이상 100nm 이하여도 된다.Moreover, the film thickness of the said contact bonding layer may be 0.1 nm or more and 100 nm or less.

또한, 상기 언더코트층의 막 두께가 100nm 이상 100㎛ 이하여도 된다.Moreover, 100 nm or more and 100 micrometers or less may be sufficient as the film thickness of the said undercoat layer.

또한, 상기 원자 퇴적막의 막 두께가 2nm 이상 50nm 이하여도 된다.Further, the thickness of the atomic deposition film may be 2 nm or more and 50 nm or less.

또한, 상기 원자층 퇴적막이, Al 및 Si 중 적어도 한쪽을 포함해도 된다.Further, the atomic layer deposition film may contain at least one of Al and Si.

또한, 상기 원자 퇴적막이 상기 밀착층과 접하는 표면 상에 Ti를 포함해도 된다.Further, Ti may be included on the surface of the atomic deposition film in contact with the adhesion layer.

또한, 본 발명의 제3 형태에 관한 가스 배리어 필름은, 필름형으로 형성된 상기 형태의 적층체를 포함한다.Moreover, the gas barrier film which concerns on the 3rd aspect of this invention contains the laminated body of the said aspect formed in the film form.

또한, 본 발명의 제4 형태에 관한 적층체의 제조 방법은, 기재를 준비하고, 상기 기재의 표면의 적어도 일부에, 관능기를 갖는 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 언더코트층을 형성하고, 상기 언더코트층의 노출면의 일부를 표면 처리하여, 상기 유기 고분자의 관능기를 고밀도화시키고, 원자층 퇴적막이 되는 전구체가, 상기 언더코트층에 함유되는 상기 유기 고분자의 OH기 및 상기 고밀도화된 관능기에 결합하도록, 상기 노출면 상에 전구체 원료를 공급하고, 상기 전구체 원료 중 상기 언더코트층과 결합하지 않은 잉여의 전구체 원료를 제거하고, 상기 유기 고분자의 OH기 및 상기 고밀도화된 상기 유기 고분자의 관능기에의 전구체의 결합량을 포화시켜서, 원자층 퇴적막을 형성한다.Moreover, in the manufacturing method of the laminated body which concerns on the 4th aspect of this invention, a base material is prepared, and at least a part of the surface of the said base material forms a film|membrane or film type undercoat layer containing the organic polymer which has a functional group, , a part of the exposed surface of the undercoat layer is surface-treated to densify the functional groups of the organic polymer, and the precursor to be an atomic layer deposition film contains OH groups and the densified functional groups of the organic polymer contained in the undercoat layer supplying a precursor raw material on the exposed surface to bind to, removing an excess precursor raw material that is not bound to the undercoat layer among the precursor raw materials, and OH groups of the organic polymer and the functional groups of the densified organic polymer By saturating the amount of binding of the precursor to the atomic layer, an atomic layer deposition film is formed.

또한, 본 발명의 제5 형태에 관한 적층체의 제조 방법은, 기재를 준비하고, 상기 기재의 표면의 적어도 일부에, 관능기를 갖는 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 언더코트층을 형성하고, 상기 언더코트층의 노출면의 적어도 일부를 표면 처리함으로써 상기 언더코트층 상에 구핵성의 관능기를 갖는 밀착층을 형성하고, 원자층 퇴적막이 되는 전구체가, 상기 언더코트층의 관능기 또는 상기 밀착층의 구핵성 관능기에 결합하도록, 상기 밀착층의 표면 상에 전구체 원료를 공급하고, 상기 전구체 원료 중 상기 언더코트층 및 상기 밀착층과 결합하지 않은 잉여의 전구체 원료를 제거하고, 상기 언더코트층의 관능기 또는 상기 밀착층의 구핵성 관능기에 결합한 상기 전구체의 결합량을 포화시켜서, 원자층 퇴적막을 형성한다.Further, in the method for producing a laminate according to a fifth aspect of the present invention, a substrate is prepared, and a film-like or film-like undercoat layer containing an organic polymer having a functional group is formed on at least a part of the surface of the substrate, , an adhesive layer having a nucleophilic functional group is formed on the undercoat layer by surface treatment of at least a part of the exposed surface of the undercoat layer, and the precursor used as the atomic layer deposition film is a functional group of the undercoat layer or the adhesive layer In order to bind to the nucleophilic functional group of The amount of the precursor bound to the functional group or the nucleophilic functional group of the adhesion layer is saturated to form an atomic layer deposition film.

또한, 본 발명의 제6 형태에 관한 가스 배리어 필름의 제조 방법은, 상기 형태의 적층체 제조 방법에 의해 제조된 적층체를 필름형으로 형성한다.Moreover, in the manufacturing method of the gas barrier film which concerns on the 6th aspect of this invention, the laminated body manufactured by the laminated body manufacturing method of the said aspect forms in film form.

본 발명의 상기 형태에 의하면, 고분자를 기재로 한 원자층 퇴적법에 있어서도, OH기를 갖는 유기 고분자를 함유하는 언더코트층에 의해 전구체의 흡착 사이트를 밀도 높게 배치할 수 있어, 이차원 성장에 가까운 원자층 성장이 가능해진다.According to the above aspect of the present invention, even in the atomic layer deposition method based on a polymer, the adsorption sites of the precursor can be arranged at a high density by the undercoat layer containing the organic polymer having an OH group, and atoms close to two-dimensional growth layer growth is possible.

또한 본 발명의 상기 형태에 의하면, 고분자를 기재로 한 원자층 퇴적법에 있어서도, 반응성이 높은 관능기를 갖는 언더코트층과, 반응성이 높은 관능기를 더욱 많이 갖는 밀착층에 의해, 원자층 퇴적막은 이차원 성장에 가까운 원자층 성장이 가능해진다.Further, according to the above aspect of the present invention, even in the atomic layer deposition method based on a polymer, the atomic layer deposition film is two-dimensional by the undercoat layer having a highly reactive functional group and the adhesive layer having more highly reactive functional groups. Atomic layer growth close to growth becomes possible.

또한 본 발명의 상기 형태에 의하면, 이차원형의 원자층 퇴적막은, 면 방향으로 원자가 밀하게 결합한 막으로 되어 있으므로, 막 두께 방향으로 가스가 투과하는 간극이 적다. 그로 인해, 적층체 또는 가스 배리어 필름의 가스 배리어성을 보다 높게 할 수 있다.Further, according to the above aspect of the present invention, since the two-dimensional atomic layer deposition film is a film in which atoms are densely bonded in the plane direction, there are few gaps through which gas passes in the film thickness direction. Therefore, the gas barrier property of a laminated body or a gas barrier film can be made higher.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 적층체의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에 따른 기재를 구성하는 고분자 재료인 메틸기의 화학식을 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에 따른 기재를 구성하는 고분자 재료인 에스테르기의 화학식을 도시하는 도면이다.
도 3은 OH기를 포함하는 유기 고분자의 화학식을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 적층체의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 언더코트층의 화학식을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 언더코트층(3)의 화학식을 도시하는 도면이다.
도 7은 OH기를 함유하는 UC층을 갖는 본 실시예의 적층체와 CH3기를 함유하는 UC층을 갖는 비교예의 적층체에 대하여 수증기 투과율을 비교한 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the structure of the laminated body which concerns on 1st Embodiment of this invention.
2A is a diagram showing the chemical formula of a methyl group, which is a polymer material constituting the substrate according to the first and second embodiments of the present invention.
2B is a diagram showing the chemical formula of an ester group, which is a polymer material constituting the substrate according to the first and second embodiments of the present invention.
3 is a diagram showing the chemical formula of an organic polymer including an OH group.
It is sectional drawing which shows the structure of the laminated body which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
5 is a diagram showing the chemical formula of an undercoat layer according to a second embodiment of the present invention.
6 is a view showing the chemical formula of the undercoat layer 3 according to the embodiment of the present invention.
7 is a view comparing the water vapor transmission rate of the laminate of this example having a UC layer containing an OH group and a laminate of a comparative example having a UC layer containing a CH 3 group.

[제1 실시 형태][First embodiment]

이하 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.A first embodiment of the present invention will be described below.

<제1 실시 형태에 따른 적층체의 구성><Configuration of the laminate according to the first embodiment>

먼저, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 적층체의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 적층체의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 적층체(1)는 고분자 재료로 형성된 기재(4)와, 기재(4)의 표면에 형성된 막형 또는 필름형의 언더코트층(이하 「UC층」이라고 한다.)(3)과, UC층(3)의 두께 방향의 양면 중 기재(4)와 접하는 면과 반대측의 면 상(UC층(3)의 표면 상)에 형성된 원자층 퇴적막(이하 「ALD막」이라고 한다.)(2)을 구비하고 있다. 또한, UC층(3)은 OH기를 갖는 유기 고분자를 함유하고 있어서, ALD막(2)의 흡착 사이트를 확보하고 있다. 즉, UC층(3)에 함유되어 있는 유기 고분자는, ALD막(2)의 전구체가 흡착되기 쉬운 관능기를 갖고 있다. 따라서, ALD막(2)의 원료인 전구체가, UC층(3)에 함유되어 있는 유기 고분자의 OH기에 결합함으로써, ALD막(2)은 UC층(3)을 덮도록 막형으로 형성된다.First, the structure of the laminated body which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the structure of the laminated body which concerns on embodiment of this invention. As shown in FIG. 1 , the laminate 1 includes a substrate 4 formed of a polymer material, and a film or film undercoat layer formed on the surface of the substrate 4 (hereinafter referred to as “UC layer”). (3) and an atomic layer deposition film (hereinafter referred to as "ALD film") formed on the surface (on the surface of the UC layer 3) opposite to the surface in contact with the substrate 4 among both surfaces of the UC layer 3 in the thickness direction (2) is provided. Moreover, the UC layer 3 contains the organic polymer which has an OH group, and the adsorption site of the ALD film|membrane 2 is ensured. That is, the organic polymer contained in the UC layer 3 has a functional group to which the precursor of the ALD film 2 is easily adsorbed. Accordingly, when the precursor, which is a raw material of the ALD film 2 , bonds to the OH group of the organic polymer contained in the UC layer 3 , the ALD film 2 is formed in a film shape so as to cover the UC layer 3 .

고분자 재료로 형성된 기재(4)에 대하여 설명한다. 도 2a 및 2b는, 기재(4)를 구성하는 고분자 재료의 관능기 화학식을 도시하는 도면이다.The base material 4 formed of a polymer material is demonstrated. 2A and 2B are diagrams showing the functional group chemical formula of the polymer material constituting the substrate 4 .

도 2a에 도시한 바와 같이, 메틸기를 갖고, OH기 등의 극성기를 갖지 않는 폴리프로필렌(PP)을 기재에 사용한 경우에는, ALD막의 성막량의 초기 성장(즉, 전구체의 흡착 속도)이 Al2O3(알루미나)보다도 늦다. 바꾸어 말하면, 기재로서 PP를 사용한 경우에는, 관능기가 메틸기이기 때문에 전구체가 흡착되기 어렵다. 따라서, 기재에 사용하는 고분자 재료로서 PP는 바람직하지 않다.As shown in FIG. 2A , when polypropylene (PP) having a methyl group and not having a polar group such as an OH group is used for the substrate, the initial growth of the amount of the ALD film (ie, the adsorption rate of the precursor) is Al 2 It is slower than O 3 (alumina). In other words, when PP is used as the substrate, the precursor is hardly adsorbed because the functional group is a methyl group. Therefore, PP is not preferable as a polymer material used for the substrate.

한편으로, 도 2b에 도시한 바와 같이, 에스테르기와 같은 극성기를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 기재에 사용한 경우에는, ALD막의 성막량의 초기 성장(즉, 전구체의 흡착 속도)이 Al2O3(알루미나)보다도 빠르다. 바꾸어 말하면, 기재로서 PET를 사용한 경우에는, 관능기가 에스테르기이기 때문에 전구체가 흡착되기 쉽다. 따라서, 기재에 사용하는 고분자 재료로서는 PET가 바람직하다.On the other hand, as shown in FIG. 2B , when polyethylene terephthalate (PET) having a polar group such as an ester group is used for the substrate, the initial growth of the film formation amount of the ALD film (that is, the adsorption rate of the precursor) is Al 2 O 3 (alumina) faster than In other words, when PET is used as the substrate, the precursor is easily adsorbed because the functional group is an ester group. Therefore, PET is preferable as the polymer material used for the substrate.

즉, 전구체가 흡착되기 어려운 메틸기를 갖는 PP 등을 기재(4)에 사용하는 것은 바람직하지 않다. 한편으로, 전구체가 흡착되기 쉬운 에스테르기를 갖는 PET를 기재(4)에 사용하는 것은 바람직하다. 즉, 관능기가 갖는 극성 및 전자를 제공하는 원자의 유무 등이 전구체의 흡착 속도에 크게 영향을 미친다. 따라서, PP와 같은 고분자 재료를 기재(4)에 사용하는 경우, ALD막(2)을 기재(4) 상에 직접 형성하는 것은 어렵다. 따라서 그 경우에는, 기재(4) 상에 UC층(3)을 설치하고, 그 위에 ALD막(2)을 설치하는 것이 바람직하다.That is, it is not preferable to use PP or the like having a methyl group to which the precursor is hardly adsorbed for the substrate 4 . On the other hand, it is preferable to use PET having an ester group to which the precursor is easily adsorbed for the substrate 4 . That is, the polarity of the functional group and the presence or absence of an atom providing electrons greatly affect the adsorption rate of the precursor. Therefore, when a polymer material such as PP is used for the substrate 4 , it is difficult to directly form the ALD film 2 on the substrate 4 . Therefore, in that case, it is preferable to provide the UC layer 3 on the base material 4, and to provide the ALD film|membrane 2 on it.

기재(4) 상에 UC층(3)을 형성하는 경우, ALD막(2)을 밀하게 형성하는 것이 가능하게 되므로, 기재(4)의 재료로서는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리스티렌(PS) 등의 탄화수소만의 고분자 재료를 사용해도 된다. 물론 기재(4) 상에 UC층(3)을 형성하는 경우에도, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 O 원자, 나일론 등의 N 원자 또는 폴리에테르 술폰 등의 S 원자를 함유하는 고분자 재료를 사용해도 된다. When the UC layer 3 is formed on the substrate 4 , the ALD film 2 can be formed densely, so the material of the substrate 4 is polyethylene (PE), polypropylene (PP) or polystyrene. You may use a polymer material only for hydrocarbons, such as (PS). Of course, even when the UC layer 3 is formed on the substrate 4, a polymer material containing O atoms such as polyethylene terephthalate (PET), N atoms such as nylon, or S atoms such as polyether sulfone is used. do.

UC층(3)에 함유되고, ALD막(2)이 흡착되기 쉬운 OH기를 갖는 유기 고분자에 대하여 설명한다. 도 3은, OH기를 갖는 유기 고분자의 구조식을 도시하는 도면이다. UC층(3)에 함유되는 유기 고분자로서, 도 3에 도시하는 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 경우, ALD막의 성막량의 초기 성장(즉, 전구체의 흡착 속도)은 빠르다. 바꾸어 말하면, UC층(3)의 유기 고분자의 재료로서 PVA를 사용한 경우에는, 관능기가 수산기이기 때문에 전구체가 약간 흡착되기 쉽다. 따라서, PVA는 UC층(3)에 사용하는 유기 고분자의 재료로서 바람직하다.The organic polymer which is contained in the UC layer 3 and which has an OH group which the ALD film|membrane 2 is easy to adsorb|suck is demonstrated. 3 is a diagram showing the structural formula of an organic polymer having an OH group. When polyvinyl alcohol (PVA) shown in FIG. 3 is used as the organic polymer contained in the UC layer 3 , the initial growth of the film formation amount of the ALD film (that is, the adsorption rate of the precursor) is fast. In other words, when PVA is used as the material of the organic polymer of the UC layer 3, since the functional group is a hydroxyl group, the precursor is slightly adsorbed. Therefore, PVA is preferable as an organic polymer material used for the UC layer 3 .

UC층(3)으로서 바람직한 OH기를 갖는 유기 고분자로서는, 도 3에서 도시된 폴리비닐알코올 이외에, 페놀 수지 및 다당류 등을 들 수 있다. 또한, 다당류의 구체예로서는, 셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 키틴 및 키토산 등을 들 수 있다. 기타, UC층(3)의 재료로서, 상기 유기 고분자와 다른 유기 고분자의 공중합체 또는 상기 유기 고분자와 무기 물질의 하이브리드 재료를 사용해도 된다.Examples of the organic polymer having an OH group preferable as the UC layer 3 include polyvinyl alcohol shown in FIG. 3 , phenol resins, polysaccharides, and the like. Further, specific examples of the polysaccharide include cellulose derivatives such as cellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose and carboxymethylcellulose, chitin and chitosan. In addition, as a material of the UC layer 3, you may use the copolymer of the said organic polymer and another organic polymer, or the hybrid material of the said organic polymer and an inorganic substance.

또한, 기타의 UC층(3)의 재료로서 OH기를 갖는 에폭시계 수지 및 아크릴계 수지 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)과 폴리메타크릴산메틸의 공중합체를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)이 공중합체 중에서 15몰% 이상 50몰% 이하의 비율로 포함되면, 흡착 사이트의 양이 충분한 데다가, 여러가지 용제를 사용하여 도포 시공할 수 있다.Moreover, although an epoxy resin which has an OH group, an acrylic resin, etc. are mentioned as another material of the UC layer 3, Especially, the air of poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) and polymethyl methacrylate It is more preferable to use a coalescence. At this time, when poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) is contained in a proportion of 15 mol% or more and 50 mol% or less in the copolymer, the amount of adsorption sites is sufficient and coating can be performed using various solvents. .

또한, UC층(3)에 함유되는 OH기를 갖는 유기 고분자가 분자 내에서 가교되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, UC층(3) 내에 삼차원 그물눈 구조가 형성되기 때문에, 적층체(1)의 습열 내성이 향상된다. OH기를 갖는 유기 고분자의 분자 내를 가교하는 재료로서는, 스미듀르 N3300(스미까 바이엘 우레탄(주)사 제조) 등의NCO기를 포함하는 유기 고분자를 들 수 있다. NCO기를 포함하는 유기 고분자를 가함으로써, NCO기와 UC층(3) 중의 적어도 일부의 OH기가 반응함으로써, 분자간 가교 반응이 일어난다. 이렇게 UC층(3) 내에 삼차원 그물눈 구조가 형성됨으로써, 적층체(1)의 습열 내성이 향상된다.Moreover, it is preferable that the organic polymer which has an OH group contained in the UC layer 3 is bridge|crosslinked in a molecule|numerator. Thereby, since the three-dimensional meshwork structure is formed in the UC layer 3, the wet-and-heat tolerance of the laminated body 1 improves. As a material which crosslinks the inside of the molecule|numerator of the organic polymer which has an OH group, organic polymers containing NCO groups, such as Sumidur N3300 (made by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.), are mentioned. By adding an organic polymer containing an NCO group, an intermolecular crosslinking reaction occurs by reacting the NCO group with at least a part of the OH group in the UC layer 3 . By forming the three-dimensional mesh structure in the UC layer 3 in this way, the wet heat resistance of the laminate 1 is improved.

ALD막(2)은 AlOx, TiOx, SiOx, ZnOx 또는 SnOx 등의 무기 산화막, 이들 무기물을 포함하는 질화막 또는 산질화막 또는 기타 원소를 포함하는 산화막, 질화막 또는 산질화막이어도 된다. 또한, ALD막(2)은 상기 막 또는 원소의 혼합막이어도 된다.The ALD film 2 may be an inorganic oxide film such as AlO x , TiO x , SiO x , ZnO x or SnO x , a nitride film or an oxynitride film containing these inorganic substances, or an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film containing other elements. In addition, the ALD film 2 may be the above-mentioned film or a mixed film of elements.

기재(4), UC층(3) 및 ALD막(2)을 포함하는 적층체(1)는 ALD막(2)의 원료인 전구체가 UC층(3)의 흡착 사이트에 밀도 높게 배치될 수 있어, 이차원 성장에 가까운 ALD막(2)의 원자층 성장이 가능해진다. 그리고, 이차원형의 ALD막(2)은 면 방향으로 원자가 밀하게 결합한 막이 되어 있다. 따라서, 막 두께 방향으로 가스가 투과하는 간극이 적어, 가스 배리어성을 보다 높게 할 수 있다. 따라서, 적층체(1)를 필름형으로 형성함으로써, 가스 배리어 필름으로서 사용할 수 있다.In the laminate 1 including the substrate 4, the UC layer 3 and the ALD film 2, the precursor, which is a raw material of the ALD film 2, can be arranged at a high density at the adsorption site of the UC layer 3, , atomic layer growth of the ALD film 2 close to two-dimensional growth becomes possible. The two-dimensional ALD film 2 is a film in which atoms are densely bonded in the plane direction. Therefore, there are few gaps through which gas permeate|transmits in the film thickness direction, and gas barrier property can be made higher. Therefore, by forming the laminate 1 in a film form, it can be used as a gas barrier film.

<제1 실시 형태에 따른 적층체의 제조 방법><The manufacturing method of the laminated body which concerns on 1st Embodiment>

이어서, 본 발명의 제1 실시 형태에 걸리는 적층체의 제조 방법에 대하여 설명한다. 먼저, ALD 장치의 진공 챔버 내에 고분자 재료를 포함하는 기재(4)를 적재한다(제1 공정). 이어서, 기재(4)의 외면(표면)의 적어도 일부에, OH기를 갖는 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 UC층(3)을 형성한다(제2 공정). 이어서, 제2 공정에서 형성된 UC층(3)의 두께 방향의 양면 중, 기재(4)와 접하는 면과 반대측의 면(UC층(3)의 노출면)의 일부를 표면 처리하여, UC층(3)에 함유되는 유기 고분자의 관능기를 고밀도화시킨다(제3 공정). 이어서, 원자층 퇴적막의 원료인 전구체가, UC층(3)에 함유되는 유기 고분자의 OH기 및 제3 공정에서 고밀도화된 유기 고분자의 관능기에 결합하도록, UC층(3)의 두께 방향의 양면 중, 기재(4)와 접하는 면과 반대측의 면(UC층(3)의 노출면) 상에 전구체 원료를 공급한다(제4 공정). 마지막으로, 제4 공정에 있어서, 결합하지 않은 잉여의 전구체 원료를 제거하고, 유기 고분자의 OH기, 제3 공정에서 고밀도화된 유기 고분자의 관능기에 결합한 전구체의 결합량을 포화시켜서, 원자층 퇴적막을 형성한다(제5 공정).Next, the manufacturing method of the laminated body which concerns on 1st Embodiment of this invention is demonstrated. First, the base material 4 containing a polymer material is loaded in the vacuum chamber of an ALD apparatus (1st process). Next, a film-like or film-like UC layer 3 containing an organic polymer having an OH group is formed on at least a part of the outer surface (surface) of the substrate 4 (second step). Next, among both surfaces in the thickness direction of the UC layer 3 formed in the second step, a part of the surface (exposed surface of the UC layer 3) on the opposite side to the surface in contact with the base material 4 is surface-treated, and the UC layer ( The functional group of the organic polymer contained in 3) is densified (third step). Next, among both surfaces in the thickness direction of the UC layer 3, so that the precursor, which is a raw material for the atomic layer deposition film, binds to the OH group of the organic polymer contained in the UC layer 3 and the functional group of the organic polymer that has been densified in the third step. , A precursor raw material is supplied on the surface (exposed surface of the UC layer 3) opposite to the surface in contact with the substrate 4 (fourth step). Finally, in the fourth step, the surplus precursor raw material that has not been bound is removed, the amount of binding of the precursor bound to the OH group of the organic polymer and the functional group of the organic polymer that has been densified in the third step is saturated to saturate the atomic layer deposition film is formed (fifth step).

제2 공정에 있어서, UC층(3)을 형성하는 방법은, 특별히 한정되지 않고 스핀 코팅법, 롤 코팅법 또는 바 코팅법 등의 적당한 도포 기술을 사용할 수 있다.A 2nd process WHEREIN: The method of forming the UC layer 3 is not specifically limited, A suitable coating technique, such as a spin coating method, a roll coating method, or a bar coating method, can be used.

제3 공정에 있어서, UC층(3)의 일부를 표면 처리하는 방법으로서, 플라즈마 처리(플라즈마 에칭) 및 알칼리 처리 등을 들 수 있다. 이에 의해, UC층(3)의 표면의 일부에 OH기, COOH기가 나타나서, 관능기가 고밀도화된다. 그 결과, 제4 공정 및 제5 공정에서 형성되는 ALD막(2)의 원료인 전구체가 UC층의 관능기에 가교적으로 결합하는 밀도가 높아진다. 이와 같이, UC층(3)에 함유되는 유기 고분자의 관능기를 고밀도화시킴으로써, 가스 배리어성을 보다 한층 높게 할 수 있다.3rd process WHEREIN: As a method of surface-treating a part of UC layer 3, plasma processing (plasma etching), alkali treatment, etc. are mentioned. Thereby, OH groups and COOH groups appear in a part of the surface of the UC layer 3, and a functional group is densified. As a result, the density at which the precursor, which is a raw material for the ALD film 2 formed in the fourth and fifth steps, cross-links to the functional group of the UC layer increases. Thus, gas barrier property can be made still higher by making the functional group of the organic polymer contained in the UC layer 3 high density.

제4 공정 및 제5 공정에 있어서, ALD막(2)을 형성하는 방법으로서, 원자층 퇴적법(ALD법)을 사용한다. 전구체 원료(원료 가스)를 공급하고, 잉여의 전구체 재료를 제거하기 위하여 퍼지 가스를 공급한다. 또한 전구체 원료를 1회 공급하여 제거하는 것만으로는, 전구체와 몇 개의 흡착 사이트가 결합하고 있지 않다고 생각할 수 있다. 따라서, 전구체 원료를 공급하는 스텝과 잉여의 전구체 원료를 배기하여 제거하는 스텝을 반복하여, 유기 고분자의 OH기 및 관능기에의 전구체의 결합량을 포화시킴으로써, ALD막(2)을 형성한다. 전구체 원료의 공급과 배기의 횟수는, 1회 이상 30회 이하인 것이 바람직하다.In the fourth and fifth steps, an atomic layer deposition method (ALD method) is used as a method for forming the ALD film 2 . A precursor raw material (source gas) is supplied, and a purge gas is supplied to remove excess precursor material. Moreover, it is considered that a precursor and some adsorption site are not couple|bonded only by supplying and removing a precursor raw material once. Accordingly, the ALD film 2 is formed by repeating the step of supplying the precursor raw material and the step of evacuating and removing the surplus precursor raw material to saturate the bonding amount of the precursor to the OH group and the functional group of the organic polymer. It is preferable that the frequency|count of supply and exhaustion of a precursor raw material is 1 or more and 30 or less times.

[제2 실시 형태][Second embodiment]

이하 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described below.

<제2 실시 형태의 개요><Summary of the second embodiment>

본 발명의 제2 실시 형태에 따른 적층체는, 기재와 원자층 퇴적막 사이에, 언더코트층 및 밀착층을 갖고 있다. 이 언더코트층은 유기 고분자를 함유하는 층이며, 유기 고분자는 원자층 퇴적막의 전구체가 결합하는 결합 부위를 갖고 있다. 즉, 언더코트층에 함유되어 있는 유기 고분자는, 원자층 퇴적막의 전구체와 결합하기 쉬운 결합 부위로서, 다수의 관능기를 갖고 있다. 또한, 밀착층은 언더코트층의 표층에 설치된 층이며, 원자층 퇴적막의 전구체와 결합하기 쉬운 결합 부위로서, 더욱 많은 다수의 관능기를 갖고 있다. 따라서, 언더코트층 또는 밀착층의 각 관능기에 결합한 전구체끼리는, 서로 가교되도록 결합한다. 이에 의해, 밀착층의 면 방향으로 성장하는 이차원형의 원자층 퇴적막이 형성된다. 그 결과, 적층체의 막 두께 방향으로 가스가 투과하는 간극이 발생하기 어려워져, 가스 배리어성이 높은 적층체를 실현할 수 있다. 또한, 언더코트층에는 무기 물질이 분산되어 있어도 된다. 즉, 언더코트층에 무기 물질이 첨가되어 있음으로써, 원자층 퇴적막의 전구체 흡착 밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.The laminate according to the second embodiment of the present invention has an undercoat layer and an adhesion layer between the substrate and the atomic layer deposition film. This undercoat layer is a layer containing an organic polymer, and the organic polymer has a bonding site to which the precursor of the atomic layer deposition film binds. That is, the organic polymer contained in the undercoat layer has a large number of functional groups as bonding sites that are easy to bond with the precursor of the atomic layer deposition film. Further, the adhesion layer is a layer provided on the surface layer of the undercoat layer, and is a bonding site that is easily bonded to the precursor of the atomic layer deposition film, and has many more functional groups. Accordingly, the precursors bonded to each functional group of the undercoat layer or the adhesion layer are bonded to each other so as to crosslink each other. Thereby, a two-dimensional atomic layer deposition film that grows in the plane direction of the adhesion layer is formed. As a result, it becomes difficult to generate the gap through which gas permeates in the film thickness direction of a laminated body, and a laminated body with high gas-barrier property can be implement|achieved. In addition, an inorganic substance may be disperse|distributed to the undercoat layer. That is, by adding an inorganic substance to the undercoat layer, the precursor adsorption density of the atomic layer deposition film can be further improved.

원자층 퇴적법(ALD법)에 의해 제조된 원자층 퇴적막을 구비한 적층체는, 박막 무선 EL, 디스플레이, 반도체 메모리(DRAM) 등, 유리 기판이나 실리콘 기판 등의 전자 부품 기판으로서 상업 생산이 행하여지고 있다. 한편, 제2 실시 형태의 대상이 되는 적층체의 기재는, 가요성을 갖는 고분자 기재가 대상이다. 그런데, 현 상황에서는, 고분자 기재에 대한 ALD법의 프로세스는 상세하게는 연구되어 있지 않다. 따라서, 본 연구에서는, 고분자 기재는, 전자 부품 기판과 마찬가지로 원자층 퇴적막이 성장한다고 상정하였다. 그리고, 고분자 기재에 대한 원자층 퇴적막의 성장 과정을 고찰하면서, 제2 실시 형태의 적층체에의 어프로치를 시도하였다.A laminate having an atomic layer deposition film manufactured by the atomic layer deposition method (ALD method) is commercially produced as a substrate for electronic components such as a glass substrate or a silicon substrate, such as thin-film wireless EL, display, semiconductor memory (DRAM), etc. is losing On the other hand, as for the base material of the laminated body used as the object of 2nd Embodiment, the polymer base material which has flexibility is an object. However, under the present circumstances, the process of the ALD method for a polymer substrate has not been studied in detail. Therefore, in this study, it was assumed that the atomic layer deposition film grows on the polymer substrate as in the case of the electronic component substrate. Then, while considering the growth process of the atomic layer deposition film on the polymer substrate, an approach to the laminate of the second embodiment was attempted.

일반적으로, 전자 부품 기판 상의 원자층 퇴적막은 이차원 성장한다고 생각되고 있지만, 실제로는, 고분자 기재(예를 들어, PET: 폴리에틸렌테레프탈레이트)상의 원자층 퇴적막은 이차원 성장하지 않는다. 바꾸어 말하면, ALD법의 프로세스에 의해 고분자 기재에 원자층 퇴적막의 박막을 형성하는 경우, 원하는 이차원 성장이 되어 있지 않을 우려가 있다.In general, it is thought that an atomic layer deposition film on an electronic component substrate grows two-dimensionally, but in reality, an atomic layer deposition film on a polymer substrate (eg, PET: polyethylene terephthalate) does not grow two-dimensionally. In other words, when a thin film of an atomic layer deposition film is formed on a polymer substrate by an ALD process, there is a fear that desired two-dimensional growth is not achieved.

그 주된 원인은, 고분자 기판 상의 「흡착 사이트의 밀도」와 「흡착 사이트의 배치」에 있다고 생각된다. 이러한 원인 때문에, 얇은 막 두께로는 원자층 퇴적막의 성능을 충분히 발휘하지 못하기 때문에, 원자층 퇴적막은 막 두께를 2nm 이상 또는 원자층수를 20 이상으로 할 필요가 있다. 또한, 고분자 기재가 기둥형 구조이면, 그 기둥형 구조의 경계 부분으로부터 가스의 투과가 일어나기 때문에 완전한 가스 배리어를 실현할 수 없다.It is thought that the main causes are the "density of adsorption sites" and "arrangement of adsorption sites" on the polymer substrate. For this reason, since the performance of the atomic layer deposition film cannot be sufficiently exhibited with a thin film thickness, the atomic layer deposition film needs to have a thickness of 2 nm or more or a number of atomic layers of 20 or more. Further, if the polymer substrate has a columnar structure, a complete gas barrier cannot be realized because gas permeates from the boundary portion of the columnar structure.

제1 원인이 되는 원자층 퇴적막에 있어서의 전구체의 흡착 사이트의 밀도에 대해서는, 다음과 같이 생각한다. 즉, 가스 상태의 전구체(TMA: Tri-Methyl Aluminum)나 TiCL4 등의 금속 함유 전구체가, 고분자 기재(이하, 간단히 기재라고 말하는 경우도 있다)의 표면에 화학 흡착되는 것이 ALD법의 프로세스의 제1 스텝이 된다. 이때의 전구체와 기재의 관능기(Functional Group)의 반응성과 관능기의 밀도가 화학 흡착에 크게 영향을 미친다.The density of precursor adsorption sites in the atomic layer deposition film, which is the first cause, is considered as follows. That is, the first step of the ALD process is that a gaseous precursor (TMA: Tri-Methyl Aluminum) or a metal-containing precursor such as TiCL 4 is chemically adsorbed onto the surface of a polymer substrate (hereinafter, sometimes simply referred to as a substrate). 1 step. At this time, the reactivity of the functional groups of the precursor and the substrate and the density of the functional groups greatly affect the chemical adsorption.

예를 들어, 폴리머(중합체)의 경우에는, 다음 화학식 1에 표시한 바와 같이, 가역적으로, 원자층 퇴적막에 있어서의 전구체가 흡착 사이트에 흡착된다.For example, in the case of a polymer (polymer), the precursor in the atomic layer deposition film is adsorbed to the adsorption site reversibly as shown in the following formula (1).

Figure 112015095970099-pct00001
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즉, 화학식 1에 있어서, 고분자쇄에 존재하는 OH기가 흡착 사이트에 흡착된다.That is, in the formula (1), the OH group present in the polymer chain is adsorbed to the adsorption site.

원자층 퇴적막의 전구체는, 고분자쇄의 OH 및 COOH기 등의 관능기에 흡착될 수 있지만, 알킬기 등의 비극성의 관능기에는 흡착되기 어렵다.The precursor of the atomic layer deposition film can be adsorbed to a functional group such as OH and COOH groups of a polymer chain, but is hardly adsorbed to a non-polar functional group such as an alkyl group.

또한, 관능기의 밀도가 낮은 경우에는, 전구체의 각 흡착 사이트는 격리된 상태에서 배치된다. 이와 같이, 흡착 사이트가 격리된 상태에서 배치되어 있는 경우에는, 원자층 퇴적막의 성장은 흡착 사이트를 핵으로 하여 삼차원 성장하게 된다. 즉, 흡착 사이트의 밀도가 낮으면, 전구체에 있어서 원자층 퇴적막이 삼차원으로 확대되고, OH 등의 개소에 전구체가 성기게 흡착된다. 그로 인해, 원자층 퇴적막은 고립된 핵을 중심으로 기둥형으로 성장하게 된다.Moreover, when the density of functional groups is low, each adsorption site of a precursor is arrange|positioned in the isolated state. In this way, when the adsorption sites are arranged in an isolated state, the growth of the atomic layer deposition film is three-dimensionally grown with the adsorption site as a nucleus. That is, when the density of the adsorption site is low, the atomic layer deposition film expands three-dimensionally in the precursor, and the precursor is sparsely adsorbed at locations such as OH. As a result, the atomic layer deposition film grows in a columnar shape centered on the isolated nucleus.

이어서, 제2 원인이 되는 흡착 사이트의 배치(즉, 전구체의 확산)에 대해서는, 다음과 같이 생각된다. 일반적으로, 고분자 필름은 결정 영역과 비결정 영역이 혼재하고 있다. 그로 인해, 비결정 영역에서는, 프리 볼륨(자유 체적)이라 불리는 고분자쇄가 존재하고 있지 않은 공간이 있고, 그 공간을 통하여 기체는 확산·투과해버린다. 또한, 기체 상태의 전구체도, 흡착 사이트에 흡착할 때까지는 프리 볼륨의 공간을 투과한다.Next, the arrangement of the adsorption site (that is, diffusion of the precursor) as the second cause is considered as follows. In general, in a polymer film, a crystalline region and an amorphous region are mixed. Therefore, in the amorphous region, there is a space called a free volume (free volume) in which the polymer chain does not exist, and the gas diffuses and permeates through the space. Further, the gaseous precursor also permeates through the space of the free volume until it is adsorbed to the adsorption site.

이상과 같은 이유로부터, 고분자 기재를 대상으로 한 ALD법의 프로세스에 있어서, 전구체는 고분자 기재의 표면으로부터 내부로 확산되고, 3차원적으로 산재하는 관능기의 흡착 사이트에 흡착되고, 그 흡착 사이트가 원자층 퇴적막의 핵이 된다. 이 핵은 3차원적으로 산재하기 때문에, 어떤 핵이 인접한 핵과 접촉하여 연속막이 될 때까지는 삼차원적 성장 모드가 된다. 따라서, 원자층 퇴적막이 연속막이 되어서 이차원 성장에 의한 치밀한 막의 형성이 개시될 때까지의 기간이 길기 때문에, 원자층 퇴적막의 이차원 성장의 치밀한 부분이 적어진다. 그로 인해, 원자층 퇴적막의 간극을 통하여 가스가 통과해버린다. 나아가, 프리 볼륨의 공간을 통하여 기체가 통과해버린다. 따라서, 적층체는 고도의 가스 배리어성이 얻어지지 않는다.For the above reasons, in the process of the ALD method for a polymer substrate, the precursor diffuses from the surface of the polymer substrate to the inside and is adsorbed to adsorption sites of functional groups scattered three-dimensionally, and the adsorption sites are atomic It becomes the nucleus of the layer deposition film. Since these nuclei are interspersed three-dimensionally, a three-dimensional growth mode occurs until a certain nucleus comes into contact with adjacent nuclei to form a continuous film. Therefore, since the period from when the atomic layer deposition film becomes a continuous film until the formation of a dense film by two-dimensional growth starts is long, the dense portion of the two-dimensional growth of the atomic layer deposition film decreases. As a result, the gas passes through the gaps in the atomic layer deposition film. Furthermore, the gas passes through the space of the free volume. Therefore, a high degree of gas barrier property is not obtained in the laminate.

따라서, 본 발명의 제2 실시 형태에서는, (1) 전구체의 흡착 사이트의 밀도를 높게 하는 것, (2) 전구체의 고분자 기재에의 확산을 저지하는 것의 2점을 실현하기 위하여 고분자 기재 상에 유기 고분자를 함유하는 언더코트층을 설치하고, 또한이 언더코트층 상에 흡착 사이트를 보다 많이 갖는 밀착층을 형성한다. 즉, 전구체의 흡착 사이트를 고밀도로 고분자 기재의 표면에 이차원적으로 배치시키기 위해서, ALD법의 프로세스 전에, 고분자 기재 상에 유기 고분자를 함유하는 언더코트층을 설치하고, 또한 언더코트층의 표면에 밀착층을 형성한다. 또한, 전구체의 흡착 사이트의 밀도를 더욱 높게 하기 위해서는, 언더코트층에 무기 물질을 첨가해도 된다. 이와 같이 하여, 고분자 기재 상에 유기 고분자를 함유하는 언더코트 층을 형성함으로써, 전구체를 포함하는 가스는 언더코트층을 투과할 수 없게 된다.Therefore, in the second embodiment of the present invention, in order to realize two points: (1) increasing the density of the adsorption sites of the precursor, and (2) preventing the diffusion of the precursor into the polymer substrate, the organic substrate on the polymer substrate An undercoat layer containing a polymer is provided, and an adhesion layer having more adsorption sites is formed on this undercoat layer. That is, in order to two-dimensionally arrange the adsorption sites of the precursor on the surface of the polymer substrate at high density, an undercoat layer containing an organic polymer is provided on the polymer substrate before the ALD process, and also on the surface of the undercoat layer. to form an adhesive layer. In addition, in order to further increase the density of the adsorption site of a precursor, you may add an inorganic substance to an undercoat layer. In this way, by forming the undercoat layer containing the organic polymer on the polymer substrate, the gas containing the precursor cannot pass through the undercoat layer.

<제2 실시 형태에 따른 적층체의 구성><Configuration of the laminate according to the second embodiment>

먼저, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 적층체의 구성에 대하여 설명한다.First, the structure of the laminated body which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.

도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 적층체(11)의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 적층체(11)는 고분자 재료로 형성된 기재(고분자 기재)(14)와, 기재(14)의 표면에 형성된 막형 또는 필름형의 언더코트층(이하 「UC층」이라고 한다)(13)과, UC층(13)의 표면(노출면)에 형성된 밀착층(15)과, 밀착층(15)의 표면 상에 형성된 원자층 퇴적막(이하 「ALD막」이라고 한다)(12)을 구비하고 있다. 또한, UC층(13)은 유기 고분자의 재료를 함유하고 있고, ALD막(12)의 전구체 흡착 사이트를 갖고 있다. 또한, 밀착층(15)은 UC층(13)과 거의 동일한 화합물인데, 산소 원소 O와 탄소 원소 C의 원소비 O/C 및 질소 원소 N과 탄소 원소 C의 원소비 N/C 중 적어도 한쪽이 UC층(13)보다 많아, ALD막(12)의 흡착 사이트를 UC층(13)보다 많이 확보하고 있다. 즉, 밀착층(15)을 구성하는 화합물은, ALD막(12)의 전구체가 흡착되기 쉬운 관능기를 많이 갖고 있다. 따라서, ALD막(12)의 원료인 전구체가, 밀착층(15)에 함유되어 있는 O 원소 또는 N 원소를 포함하는 관능기와 결합함으로써, ALD막(12)은 밀착층(15)을 개재하여 UC층(13)을 덮도록 막형으로 형성된다.4 : is sectional drawing which shows the structure of the laminated body 11 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. As shown in FIG. 4 , the laminate 11 includes a substrate (polymer substrate) 14 formed of a polymer material, and a film-type or film-type undercoat layer (hereinafter referred to as “UC layer”) formed on the surface of the substrate 14 . 13), an adhesion layer 15 formed on the surface (exposed surface) of the UC layer 13, and an atomic layer deposition film formed on the surface of the adhesion layer 15 (hereinafter referred to as "ALD film") ) (12) is provided. Further, the UC layer 13 contains an organic polymer material and has a precursor adsorption site for the ALD film 12 . Further, the adhesion layer 15 is almost the same compound as the UC layer 13, and at least one of the element ratio O/C of the oxygen element O and the carbon element C and the element ratio N/C of the nitrogen element N and the carbon element C is There are more adsorption sites for the ALD film 12 than for the UC layer 13 , and more sites for adsorption of the ALD film 12 than for the UC layer 13 are secured. That is, the compound constituting the adhesion layer 15 has many functional groups to which the precursor of the ALD film 12 is easily adsorbed. Accordingly, when the precursor, which is a raw material of the ALD film 12 , is combined with a functional group containing an O element or an N element contained in the adhesion layer 15 , the ALD film 12 is UC through the adhesion layer 15 . It is formed in a film shape so as to cover the layer 13 .

(기재)(write)

기재(고분자 기재)(14)로서는, UC층(13) 및 밀착층(15)을 형성함으로써 ALD막(12)을 밀하게 형성하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 폴리에틸렌(PE), 구핵성이 모자란 메틸기(도 2a를 참조)를 갖는 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 등의 탄화수소만의 고분자 재료를 사용해도 된다. 또한, 기재(14)의 재료로서, 구핵성의 에스테르기(도 2b를 참조)를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 O 원자, 나일론 및 폴리이미드(PI) 등의 N 원자 및 폴리에테르 술폰 등의 S 원자를 함유하는 고분자 재료를 사용해도 된다.As the substrate (polymer substrate) 14 , the ALD film 12 can be densely formed by forming the UC layer 13 and the adhesion layer 15 . Therefore, you may use only hydrocarbon polymeric materials, such as polyethylene (PE), polypropylene (PP) which has a methyl group lacking in nucleophilicity (refer FIG. 2A), and polystyrene (PS). In addition, as a material of the base material 14, O atoms such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN) having a nucleophilic ester group (refer to FIG. 2B), N such as nylon and polyimide (PI) A polymer material containing atoms and S atoms such as polyether sulfone may be used.

기재(14)의 막 두께는, 배리어 필름으로서 사용하는 것이 가능한 두께라면 특별히 한정되지 않는다. 기재(14)의 막 두께로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 12 내지 300㎛의 범위가 바람직하고, 50 내지 100㎛의 범위가 보다 바람직하다.The film thickness of the base material 14 will not be specifically limited if it is the thickness which can be used as a barrier film. As a film thickness of the base material 14, specifically, for example, the range of 12-300 micrometers is preferable, and the range of 50-100 micrometers is more preferable.

(UC층)(UC floor)

UC층(13)으로서는, 유기 고분자인 것이 바람직하다. 또한 무기 물질 또는 유기 고분자와 무기 물질의 하이브리드 재료를 사용해도 된다. UC층(13)으로서 바람직한 유기 고분자는, 예를 들어, OH기를 갖는 폴리비닐알코올, 페놀 수지 등의 유기 고분자 및 다당류 등을 들 수 있다.As the UC layer 13, it is preferable that it is an organic polymer. In addition, an inorganic substance or a hybrid material of an organic polymer and an inorganic substance may be used. As for the organic polymer preferable as the UC layer 13, organic polymers, such as polyvinyl alcohol which has an OH group, and a phenol resin, polysaccharide, etc. are mentioned, for example.

또한, UC층(13)으로서는, 비공유 전자쌍을 포함하는 원소 또는 관능기를 갖는 것이 바람직하다. UC층(13)에 함유하는 유기 고분자의 관능기는 O 원자 및 N 원자 중 한쪽을 갖는 것이 바람직하다. O 원자를 갖는 관능기로서는, OH기, COOH기, COOR기, COR기, NCO기 또는 SO3기 등을 들 수 있다. 또한, N 원자를 갖는 관능기는 NHx기(X는 정수)를 들 수 있다. UC층에 함유하는 유기 고분자의 관능기는, 상기 외에, 비공유 전자쌍 또는 부대 전자(댕글링 본드)를 갖는 원자를 포함하고 또한 전구체와 배위결합, 분자간력(반데발스힘)에 의한 결합 또는 수소 결합 등의 상호 작용을 하는 관능기여도 된다.Moreover, as the UC layer 13, it is preferable to have the element or functional group containing a lone pair. It is preferable that the functional group of the organic polymer contained in the UC layer 13 has one of an O atom and an N atom. Examples of the functional group having an O atom include OH group, COOH group, COOR group, COR group, NCO group or SO 3 group. Moreover, as for the functional group which has an N atom, NH x group (X is an integer) is mentioned. The functional group of the organic polymer contained in the UC layer includes, in addition to the above, atoms having a lone pair of electrons or unpaired electrons (dangling bonds), and coordination bonds with precursors, bonds by intermolecular forces (van der Waals forces), hydrogen bonds, etc. It may also be a functional contribution to the interaction of

또한, 유기 고분자 표면을 플라즈마 에칭 또는 가수분해 처리에 의해 표면 처리를 행하여, 유기 고분자의 관능기를 고밀도화시킴으로써, 원하는 밀도의 관능기를 갖는 언더코트를 형성하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 폴리페닐술폰(PPS) 등의 방향족환을 갖는 유기 고분자가 바람직하고, 예를 들어, 플라즈마 에칭 등으로 방향족환이 개환하고, OH기 또는 COOH기를 형성하는 유기 고분자가 좋다.Further, it is possible to form an undercoat having a desired density of functional groups by surface-treating the organic polymer surface by plasma etching or hydrolysis treatment to increase the density of the functional groups of the organic polymer. Specifically, an organic polymer having an aromatic ring, such as polyphenylsulfone (PPS), is preferable, and for example, an organic polymer in which an aromatic ring is ring-opened by plasma etching or the like to form an OH group or a COOH group is preferable.

또한, OH기를 갖는 유기 고분자로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 에폭시계 수지 또는 아크릴계 수지 등이 바람직하고, 그 중에서도, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)과 폴리메타크릴산메틸의 공중합체(도 5를 참조)를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)이 공중합체 중에서 15몰% 이상 50몰% 이하의 비율로 포함되면, 흡착 사이트의 양이 충분한 데다가 여러가지 용제로 도포 시공할 수 있기 때문에 바람직하다.Further, as the organic polymer having an OH group, specifically, for example, an epoxy resin or an acrylic resin is preferable, and among them, poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) and polymethyl methacrylate It is more preferable to use a copolymer (see Fig. 5). At this time, when poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) is contained in a proportion of 15 mol% or more and 50 mol% or less in the copolymer, the amount of adsorption site is sufficient and it is preferable because it can be coated with various solvents. .

또한, 다당류로서는, 구체적으로는, 예를 들어, 셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 키틴 및 키토산 등을 들 수 있다.Specific examples of the polysaccharide include cellulose derivatives such as cellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose and carboxymethylcellulose, chitin, and chitosan.

또한, UC층(13)으로서는, 예를 들어, 구핵성의 관능기인 COOH기, 에스테르 결합, N 원자 또는 S 원자를 갖는 유기 고분자를 사용해도 된다. 또한, UC층(13)으로서, 유기 고분자와 다른 유기 고분자의 공중합체 또는 유기 고분자와 무기 물질의 하이브리드 재료를 사용해도 된다.Moreover, as the UC layer 13, you may use the organic polymer which has COOH group which is a nucleophilic functional group, an ester bond, an N atom, or an S atom, for example. Further, as the UC layer 13, a copolymer of an organic polymer and another organic polymer or a hybrid material of an organic polymer and an inorganic substance may be used.

또한, UC층(13)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 100nm 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. UC층(13)의 막 두께가 100nm 미만이면 칠 불균일 등으로 UC층을 형성할 수 없는 개소가 발생해버리기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 막 두께가 100㎛를 초과하면, UC층(13)의 수축에 의해 기재가 왜곡되어버리기 때문에 바람직하지 않다. 이에 비해, UC층(13)의 막 두께가 상기 범위 내이면, UC층을 균일하게 도포할 수 있어, 수축의 영향을 억제할 수 있기 때문에 바람직하다.In addition, although the film thickness of the UC layer 13 is not specifically limited, It is preferable that they are 100 nm or more and 100 micrometers or less. If the film thickness of the UC layer 13 is less than 100 nm, since a location where the UC layer cannot be formed due to uneven coating or the like occurs, it is not preferable. On the other hand, when the film thickness exceeds 100 µm, the substrate is distorted due to the shrinkage of the UC layer 13, which is not preferable. On the other hand, if the film thickness of the UC layer 13 is in the said range, since the UC layer can be apply|coated uniformly and the influence of shrinkage can be suppressed, it is preferable.

(UC층에 사용되는 유기 고분자)(Organic polymer used for UC layer)

이어서, UC층(13)에 사용되는 유기 고분자에 대하여 설명한다. 유기 고분자는 사용되는 용매에 의해 수계와 용제계로 분류된다. 수계의 유기 고분자로서는, 폴리비닐알코올 및 폴리에틸렌이민 등을 들 수 있다. 또한, 용제계의 유기 고분자로서는, 아크릴에스테르, 폴리에테르아크릴 및 폴리에테르아크릴 등을 들 수 있다.Next, the organic polymer used for the UC layer 13 is demonstrated. Organic polymers are classified into aqueous and solvent based on the solvent used. As an aqueous organic polymer, polyvinyl alcohol, polyethyleneimine, etc. are mentioned. Moreover, acrylic ester, polyether acryl, polyether acryl, etc. are mentioned as solvent-type organic polymer|macromolecule.

이어서, UC층(13)에 사용되는 유기 고분자의 더욱 상세한 구체예에 대하여 설명한다.Next, a more detailed specific example of the organic polymer used for the UC layer 13 will be described.

1. 0 원자 함유 수지의 유기 고분자1. Organic polymer of zero atom containing resin

O 원자 함유 수지의 유기 고분자로서 바람직한 재료로서, 수산기(OH) 함유 수지인 폴리비닐알코올, 페놀 수지 및 다당류 등을 들 수 있다. 또한, 다당류에는, 셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 키틴, 키토산 등이 포함된다.As a material preferable as an organic polymer of an O atom containing resin, polyvinyl alcohol, a phenol resin, polysaccharide, etc. which are hydroxyl group (OH) containing resin are mentioned. Moreover, cellulose derivatives, such as a cellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethylcellulose, chitin, chitosan, etc. are contained in polysaccharide.

또한, O 원자 함유 수지의 유기 고분자로서 바람직한 재료로서 카르보닐기(COOH) 함유 수지인 카르복시비닐 중합체 등도 들 수 있다.Moreover, as a material preferable as an organic polymer of O atom containing resin, the carboxyvinyl polymer etc. which are carbonyl group (COOH) containing resin are mentioned.

그 이외의 O 원자 함유 수지의 유기 고분자로서는, 케톤기(CO) 함유 수지인 폴리케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 지방족 폴리케톤 등을 들 수 있다. 또한, 그 이외의 O 원자 함유 수지의 유기 고분자로서는, 에스테르기(COO) 함유 수지인 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 액정 중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN) 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT) 등을 들 수 있다. 기타, 상기 관능기를 포함하는 에폭시계 수지 또는 아크릴계 수지 등을 사용해도 된다.Examples of other organic polymers of the O atom-containing resin include polyketone, polyetherketone, polyetheretherketone, and aliphatic polyketone, which are ketone group (CO)-containing resins. Examples of other organic polymers of the O atom-containing resin include polyester resins, polycarbonate resins, liquid crystal polymers, polyethylene terephthalate (PET), and polybutylene terephthalate (PBT), which are ester group (COO)-containing resins. , polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate (PBN), and polytrimethylene terephthalate (PTT). In addition, you may use the epoxy resin or acrylic resin etc. which contain the said functional group.

2. N 원자 함유 수지의 유기 고분자2. Organic polymers of N-atom-containing resins

N 원자 함유 수지의 유기 고분자로서 바람직한 재료로서는, 이미드기(CONHCO) 함유 수지인 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 지환족 폴리이미드 및 용제 가용형 폴리이미드 등을 들 수 있다. 또한, 지환족 폴리이미드에 대해서는, 통상은, 지환족 폴리이미드를 구성하는 방향족 폴리이미드는 방향족 테트라카르복실산 이무수물과 방향족 디아민으로부터 얻어진다. 그러나, 이들 재료로부터 얻어지는 지환족 폴리이미드는 투명성이 없다. 따라서, 폴리이미드의 투명화로서, 상기 재료 중 산 이무수물, 디아민을 지방족 또는 지환족으로 각각 치환하는 것도 가능하다. 또한, 지환족 카르복실산으로서는, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 및 1,2,4,5-시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물 등을 들 수 있다. 또한, 용제 가용형 폴리이미드로서는, γ-부티로락톤, N,N-디메틸아세트아미드 및 N-메틸-2-피롤리돈 등을 들 수 있다.Preferred materials for the organic polymer of the N-atom-containing resin include polyimide, polyetherimide, alicyclic polyimide, and solvent-soluble polyimide, which are imide group (CONHCO)-containing resins. In addition, about an alicyclic polyimide, the aromatic polyimide which comprises an alicyclic polyimide is usually obtained from aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine. However, the alicyclic polyimide obtained from these materials is not transparent. Accordingly, as for the transparency of the polyimide, it is also possible to replace the acid dianhydride and diamine in the above materials with aliphatic or alicyclic, respectively. Examples of the alicyclic carboxylic acid include 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid and 1,2,4,5-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride. Examples of the solvent-soluble polyimide include γ-butyrolactone, N,N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone.

3. S 원자 함유 수지의 유기 고분자3. Organic Polymers of S-Atom-Containing Resins

S 원자 함유 수지의 유기 고분자로서 사용할 수 있는 재료로서는, 술포닐기(SO2) 함유 수지인 폴리에테르 술폰(PES), 폴리술폰(PSF) 및 폴리페닐 술폰(PPS) 등을 들 수 있다. 이 중, PES와 PSF는 내열성이 높은 재료이다. 또한, 폴리머 알로이, 폴리부틸렌테레프탈레이트계 폴리머 알로이 및 폴리페닐렌 술피드계 폴리머 알로이 등도 상기 유기 고분자로서 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 상기 고분자를 폴리머 알로이에 복합화(알로이, 블렌드, 콤포지트)해도 된다.Examples of the material that can be used as the organic polymer of the S atom-containing resin include polyether sulfone (PES), polysulfone (PSF) and polyphenyl sulfone (PPS), which are sulfonyl group (SO 2 )-containing resins. Among them, PES and PSF are materials with high heat resistance. Polymer alloy, polybutylene terephthalate-based polymer alloy, polyphenylene sulfide-based polymer alloy and the like can also be used as the organic polymer. In addition, if necessary, the polymer may be composited with a polymer alloy (alloy, blend, composite).

또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 적층체에서는, UC층(13)에 O 원자 함유 수지의 유기 고분자를 사용하는 경우에, 밀착층(15)에 의해 얻어지는 효과가 특히 현저해지기 때문에 바람직하다.Moreover, in the laminated body which concerns on embodiment of this invention, when using the organic polymer of O atom containing resin for the UC layer 13, since the effect obtained by the adhesion layer 15 becomes especially remarkable, it is preferable.

(UC층에 첨가하는 무기 물질)(Inorganic material added to UC layer)

전술한 바와 같이, UC층(13)에 무기 물질(무기 화합물)을 첨가하면, ALD막의 전구체 흡착 밀도가 더욱 향상된다. 따라서, UC층(13)에 첨가되는 무기 물질에 대하여 상세하게 설명한다. UC층(13)에 첨가되는 무기 물질로서는, 금속 알콕시드(무기 화합물의 전구체)가 있고, 금속 알콕시드는 일반식으로서 R1(M-OR2)로 표현된다. 단, R1, R2는 탄소수 1 내지 8의 유기기, M은 금속 원자이다. 또한, 금속 원자 M은, Si, Ti, Al 및 Zr 등이다.As described above, when an inorganic material (inorganic compound) is added to the UC layer 13, the precursor adsorption density of the ALD film is further improved. Therefore, the inorganic material added to the UC layer 13 will be described in detail. As an inorganic substance added to the UC layer 13, there exists a metal alkoxide (precursor of an inorganic compound), and a metal alkoxide is represented by R1(M-OR2) as a general formula. However, R1 and R2 are a C1-C8 organic group, and M is a metal atom. In addition, the metal atom M is Si, Ti, Al, Zr, etc.

금속 원자 M이 Si일 경우, R1(Si-OR2)로 표현되는 재료로서는, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란 및 디메틸디에톡시실란 등이 있다.When the metal atom M is Si, as a material represented by R1 (Si-OR2), tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxy silane, dimethyldimethoxysilane, and dimethyldiethoxysilane.

금속 원자 M이 Zr일 경우, R1(Zr-OR2)로 표현되는 재료로서는, 테트라메톡시지르코늄, 테트라에톡시지르코늄, 테트라이소프로폭시지르코늄 및 테트라부톡시지르코늄 등이 있다.When the metal atom M is Zr, examples of the material represented by R1 (Zr-OR2) include tetramethoxyzirconium, tetraethoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium and tetrabutoxyzirconium.

금속 원자 M이 Ti일 경우, R1(Ti-OR2)로 표현되는 재료로서는, 테트라메톡시티타늄, 테트라에톡시티타늄, 테트라이소프로폭시티타늄 및 테트라부톡시티타늄 등이 있다.When the metal atom M is Ti, examples of the material represented by R1 (Ti-OR2) include tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium and tetrabutoxytitanium.

금속 원자 M이 Al일 경우, R1(AI-OR2)로 표현되는 재료로서는, 테트라메톡시알루미늄, 테트라에톡시알루미늄, 테트라이소프로폭시알루미늄 및 테트라부톡시알루미늄 등이 있다.When the metal atom M is Al, examples of the material represented by R 1 (AI-OR 2 ) include tetramethoxyaluminum, tetraethoxyaluminum, tetraisopropoxyaluminum and tetrabutoxyaluminum.

(밀착층)(Adhesive layer)

밀착층(15)은 도 4에 도시한 바와 같이, UC층(13)의 표면 상(환언하면, UC층(13)과 ALD막(12) 사이)에 설치된 유기 고분자를 포함하는 층이다. 이 밀착층(15)에서는, UC층(13)에 함유되는 유기 고분자의 관능기(즉, OH기, COOH기 등의 구핵성 관능기)가 UC층(13)보다도 고밀도화되어 있어, ALD막(12)의 원료인 전구체가 관능기에 가교적으로 결합하는 밀도를 높이기 위하여 설치된다.The adhesion layer 15 is a layer containing an organic polymer provided on the surface of the UC layer 13 (in other words, between the UC layer 13 and the ALD film 12), as shown in FIG. 4 . In the adhesion layer 15, the functional groups of the organic polymer contained in the UC layer 13 (that is, nucleophilic functional groups such as OH groups and COOH groups) are higher in density than the UC layer 13, and the ALD film 12 It is installed in order to increase the density in which the precursor, which is a raw material of the , cross-links to the functional group.

구체적으로는, 밀착층(15)은 막 내의 산소 원소 O의 탄소 원소 C에 대한 원소비 O/C 또는 막 내의 질소 원소 N의 탄소 원소 C에 대한 원소비 N/C 중 적어도 한쪽이, UC층(13)의 내부보다도 큰 표층 부분이다.Specifically, in the adhesion layer 15, at least one of the element ratio O/C of the oxygen element O in the film to the carbon element C or the element ratio N/C of the nitrogen element N in the film to the carbon element C is the UC layer. (13) is a larger surface layer than the inside.

여기서, 밀착층(15) 및 UC층(13)의 원소비는, X선 광전자 분광(예를 들어, 니혼덴시 제조)을 사용하여 피크 강도를 측정하고, 그 피크 높이의 비에 의해 구할 수 있다. 즉, 밀착층(15) 및 UC층(13)의 원소비로부터, 밀착층(15)과 UC층(13)의 계면을 식별할 수 있다.Here, the element ratio of the adhesion layer 15 and the UC layer 13 can be obtained by measuring the peak intensity using X-ray photoelectron spectroscopy (eg, manufactured by Nippon Electronics), and using the ratio of the peak heights. there is. That is, the interface between the adhesion layer 15 and the UC layer 13 can be identified from the element ratio of the adhesion layer 15 and the UC layer 13 .

구체적으로는, 원소비 O/C를 사용하는 경우, 밀착층(15)의 표층 부분으로부터 막 두께 방향을 향하여 원소비 O/C가 0.45 이상 0.85 이하의 범위가 되는 영역을 밀착층(15)으로 하는 것이 바람직하다. 또한, UC층(13)의 저면으로부터 표층 부분을 향하여 막 두께 방향으로 원소비 O/C를 구해 갔을 때, 원소비 O/C가 UC층(13)의 저면에 대하여 0.1 이상 증가하는 영역을 밀착층(15)과 UC층(13)의 계면으로 하는 것이 바람직하다.Specifically, when an element ratio O/C is used, a region in which the element ratio O/C is in the range of 0.45 or more and 0.85 or less from the surface layer portion of the adhesive layer 15 toward the film thickness direction is used as the adhesive layer 15 . It is preferable to do Further, when the element ratio O/C is obtained in the film thickness direction from the bottom of the UC layer 13 toward the surface layer portion, the region in which the element ratio O/C increases by 0.1 or more with respect to the bottom of the UC layer 13 is in close contact. It is preferable to set it as the interface of the layer 15 and the UC layer 13.

한편, 원소비 N/C를 사용하는 경우, 밀착층(15)의 표층 부분으로부터 막 두께 방향을 향하여 원소비 N/C가 0.01 이상 0.20 이하의 범위가 되는 영역을 밀착층(15)으로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, when using the element ratio N/C, the adhesion layer 15 is a region where the element ratio N/C is in the range of 0.01 or more and 0.20 or less from the surface layer portion of the adhesion layer 15 toward the film thickness direction. desirable.

또한, UC층(13)의 저면으로부터 표층 부분을 향하여 막 두께 방향으로 원소비 N/C를 구해 간 때에, 원소비 N/C가 0.02 이상 증가하는 영역을 밀착층(15)과 UC층(13)의 계면으로 하는 것이 바람직하다.In addition, when the element ratio N/C is calculated|required in the film thickness direction from the bottom surface of the UC layer 13 toward the surface layer part, the area|region where element ratio N/C increases 0.02 or more, the adhesive layer 15 and the UC layer 13 ) is preferred.

또한, 제조 후의 적층체(11)에 있어서, 밀착층(15) 및 밀착층(15)과 UC층(13)의 계면을 확인하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들어, ALD막(12)측 또는 기재(고분자 기재)(14)측으로부터, 연마 또는 에칭 처리 등에 의해 표면을 깎고, 밀착층(15)을 노출시킴으로써 밀착층(15) 및 계면의 존재를 확인할 수 있다.In addition, in the laminated body 11 after manufacture, it does not specifically limit as a method of confirming the interface of the contact bonding layer 15 and the contact bonding layer 15, and the UC layer 13. Specifically, for example, from the ALD film 12 side or the substrate (polymer substrate) 14 side, the adhesion layer 15 and The presence of an interface can be confirmed.

또한, 밀착층(15)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.1nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하고, 0.3nm 이상 30nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5nm 이상 10nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 밀착층(15)의 막 두께가 0.1nm 미만이면 구핵 관능기가 1 원자층 이상 없어 밀착층으로서 기능하지 않기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 막 두께가 100nm를 초과하면, 장시간의 처리에 의해 UC층(13)의 표층 유기 고분자가 해중합하여, 내구성이 낮아지기 때문에 바람직하지 않다. 이에 비해, 밀착층(15)의 막 두께가 상기 범위 내이면, 충분한 구핵 관능기를 갖고, 내구성도 갖고 있기 때문에 바람직하다.Moreover, the film thickness of the adhesive layer 15 is although it does not specifically limit, It is preferable that they are 0.1 nm or more and 100 nm or less, It is more preferable that they are 0.3 nm or more and 30 nm or less, It is still more preferable that they are 0.5 nm or more and 10 nm or less. Here, if the film thickness of the adhesion layer 15 is less than 0.1 nm, since there is not more than one atomic layer of nucleophilic functional group and it does not function as an adhesion layer, it is unpreferable. On the other hand, when the film thickness exceeds 100 nm, the surface organic polymer of the UC layer 13 depolymerizes due to long-term treatment, which is not preferable because durability is lowered. On the other hand, if the film thickness of the adhesion layer 15 is in the said range, since it has sufficient nucleophilic functional group and also has durability, it is preferable.

(ALD막)(ALD film)

ALD막(12)으로서는, 구체적으로는, 예를 들어, AlOx, TiOx, SiOx, ZnOx, SnOx 등의 무기 산화막, 이들의 무기물을 포함하는 질화막, 산질화막, 이들과는 다른 원소를 포함하는 산화막, 질화막 및 산질화막을 들 수 있다. 그 중에서도, ALD막(12) 중에, Al, Si 또는 Ti를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, ALD막(12)은 상기 막 또는 원소의 혼합막이어도 된다.Specifically as the ALD film 12 , for example, an inorganic oxide film such as AlO x , TiO x , SiO x , ZnO x , SnO x , a nitride film containing these inorganic substances, an oxynitride film, an element different from these films an oxide film, a nitride film, and an oxynitride film containing Among them, it is preferable that Al, Si, or Ti is included in the ALD film 12 . In addition, the ALD film 12 may be the above-mentioned film or a mixed film of elements.

또한, ALD막(12)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 2nm 이상 50nm 이하인 것이 바람직하다. 여기서, ALD막(12)의 막 두께가 2nm 미만이면 WVTR는 10-1 정도로서, 목표로 하는 10-3 이하의 배리어성이 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 막 두께가 50nm를 초과하면, 비용 및 시간이 걸리기 때문에 바람직하지 않다. 이에 비해, ALD막(12)의 막 두께가 상기 범위 내이면, 단시간이면서도 충분한 수증기 배리어성을 가질 수 있기 때문에 바람직하다.In addition, although the film thickness of the ALD film|membrane 12 is not specifically limited, It is preferable that they are 2 nm or more and 50 nm or less. Here, when the film thickness of the ALD film 12 is less than 2 nm, the WVTR is about 10 -1 , which is not preferable because the target barrier property of 10 -3 or less cannot be obtained. On the other hand, when the film thickness exceeds 50 nm, it is undesirable because it takes cost and time. On the other hand, if the film thickness of the ALD film 12 is within the above range, it is preferable because it can have sufficient water vapor barrier properties for a short time.

<제2 실시 형태에 따른 적층체의 제조 방법><The manufacturing method of the laminated body which concerns on 2nd Embodiment>

이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 적층체(11)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 여기서, 본 발명의 실시 형태에 따른 적층체(11)의 제조 방법은, 원자층 퇴적법에 의해, 고분자 필름의 기재에 원자층 퇴적막을 적층한다. 구체적으로는, 먼저, ALD 장치의 진공 챔버 내에 고분자 재료를 포함하는 기재(14)를 적재한다(제1 공정). 이어서, 기재(14)의 외면의 적어도 일부에, 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 UC층(13)을 형성한다(제2 공정). 이어서, 제2 공정에서 형성된 UC층(13)의 두께 방향 중, 기재(14)와 접하는 면과 반대측의 면(UC층(13)의 노출면)의 적어도 일부를 표면 처리하고, UC층(13)에 구핵성의 관능기를 도입하여 밀착층(15)을 형성한다(제3 공정). 이어서, 원자층 퇴적막의 원료인 전구체가, UC층(13)에 함유되는 유기 고분자의 관능기 또는 밀착층(15)의 구핵성 관능기에 결합하도록, 밀착층(15)의 표면 상에 전구체 원료를 공급한다(제4 공정). 이어서, 제4 공정에 있어서, 결합하지 않은 잉여의 전구체 원료를 제거하고, UC층(13)에 함유되는 유기 고분자의 관능기 및 밀착층(15)의 구핵성 관능기에 결합한 전구체의 결합량을 포화시켜서, ALD막(12)을 형성한다(제5 공정).Next, the manufacturing method of the laminated body 11 which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. Here, in the manufacturing method of the laminate 11 according to the embodiment of the present invention, an atomic layer deposition film is laminated on a substrate of a polymer film by an atomic layer deposition method. Specifically, first, the substrate 14 containing the polymer material is loaded in the vacuum chamber of the ALD apparatus (first step). Next, a film-like or film-like UC layer 13 containing an organic polymer is formed on at least a part of the outer surface of the substrate 14 (second step). Next, in the thickness direction of the UC layer 13 formed in the second step, at least a part of the surface (exposed surface of the UC layer 13 ) on the opposite side to the surface in contact with the substrate 14 is surface-treated, and the UC layer 13 ) by introducing a nucleophilic functional group to form the adhesion layer 15 (third step). Next, the precursor raw material is supplied on the surface of the adhesion layer 15 so that the precursor, which is the raw material of the atomic layer deposition film, binds to the functional group of the organic polymer contained in the UC layer 13 or the nucleophilic functional group of the adhesion layer 15 . do (fourth step). Next, in the fourth step, the excess precursor raw material that is not bound is removed, and the amount of the precursor bound to the functional group of the organic polymer contained in the UC layer 13 and the nucleophilic functional group of the adhesion layer 15 is saturated. , an ALD film 12 is formed (fifth step).

제2 공정에 있어서, UC층(13)을 형성하는 방법은, 특별히 한정되지 않고 스핀 코팅법, 롤 코팅법 및 바 코팅법 등이 적당한 도포 기술을 사용할 수 있다.The second process WHEREIN: The method of forming the UC layer 13 is not specifically limited, A suitable coating technique, such as a spin coating method, a roll coating method, and a bar coating method, can be used.

제3 공정에 있어서, UC층(13)의 표면의 일부를 표면 처리하는 방법으로서, 플라즈마 처리(플라즈마 에칭), 코로나 처리 및 알칼리 처리 등을 들 수 있다. 이에 의해, UC층(13)의 표면의 일부에 OH기, COOH기 등의 구핵성 관능기를 포함한 밀착층(15)이 발현된다.3rd process WHEREIN: As a method of surface-treating a part of the surface of UC layer 13, plasma processing (plasma etching), corona treatment, alkali treatment, etc. are mentioned. Thereby, the adhesive layer 15 containing nucleophilic functional groups, such as an OH group and a COOH group, is expressed on a part of the surface of the UC layer 13.

그 결과, 제4 공정 및 제5 공정에서 형성되는 ALD막(12)의 원료인 전구체가 밀착층(15) 또는 UC층(13)의 관능기에 가교적으로 결합하는 밀도가 높아진다. 이와 같이, UC층(13)에 함유되는 유기 고분자의 관능기를 고밀도화시킨 밀착층(15)을 UC층(13)과 ALD막(12) 사이에 도입함으로써, 적층체(11)의 가스 배리어성을 더 한층 높게 할 수 있다.As a result, the density at which the precursor, which is a raw material of the ALD film 12 formed in the fourth and fifth steps, cross-links to the functional group of the adhesion layer 15 or the UC layer 13 increases. As described above, by introducing the adhesive layer 15 in which the functional groups of the organic polymer contained in the UC layer 13 have been densified between the UC layer 13 and the ALD film 12, the gas barrier property of the laminate 11 is improved. can be made even higher.

제4 공정 및 제5 공정에 있어서, ALD막(12)을 형성하는 방법으로서, 원자층 퇴적법(ALD법)을 사용한다. 전구체 원료(원료 가스)를 공급하고, 잉여의 전구체 재료를 제거하기 위하여 퍼지 가스를 공급한다. 전구체 원료를 1회 공급하여 제거하는 것만으로는, 전구체가 반응 가능한 OH기 및 COOH기 등의 구핵성의 관능기 중 몇 개와 결합하고 있지 않다고 생각된다. 따라서, 전구체 원료를 공급하는 스텝과 잉여의 전구체 원료를 배기하여 제거하는 스텝을 반복하여, 유기 고분자의 구핵성 관능기에의 전구체의 결합량을 포화시킴으로써, ALD막(12)을 형성한다. 전구체 원료의 공급과 배기의 횟수는, 1회 이상 30회 이하인 것이 바람직하다.In the fourth and fifth steps, an atomic layer deposition method (ALD method) is used as a method for forming the ALD film 12 . A precursor raw material (source gas) is supplied, and a purge gas is supplied to remove excess precursor material. It is thought that the precursor is not bonded to some of the nucleophilic functional groups, such as OH group and COOH group, which can react only by supplying and removing the precursor raw material once. Therefore, the ALD film 12 is formed by repeating the step of supplying the precursor raw material and the step of evacuating and removing the surplus precursor raw material to saturate the amount of the precursor bound to the nucleophilic functional group of the organic polymer. It is preferable that the frequency|count of supply and exhaustion of a precursor raw material is 1 or more and 30 or less times.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 적층체(11)의 제조 방법에 의하면, 고분자 기재(14) 상에 UC층(13)을 도입한 후, ALD막(12)을 형성하기 전에, 온라인 플라즈마 전처리에 의해 UC층(13)의 표층 부분에 밀착층(15)을 설치한다(즉, 제2 공정 후, 제3 공정과 제4 공정을 연속하여 행한다) 때문에, 밀착층(15)의 반응성이 높은 관능기가 대기 중의 물질과 반응하여 실활할 우려 및 밀착층(15)의 표면이 오염되어버릴 우려가 없다. 이에 의해, 적층체(11)의 가스 배리어성을 보다 한층 높게 할 수 있다.As described above, according to the manufacturing method of the laminate 11 according to the embodiment of the present invention, after the UC layer 13 is introduced on the polymer substrate 14 and before the ALD film 12 is formed, Since the adhesion layer 15 is provided on the surface layer portion of the UC layer 13 by online plasma pretreatment (that is, after the second process, the third process and the fourth process are performed continuously), the adhesion layer 15 There is no fear that a functional group with high reactivity reacts with a substance in the atmosphere to deactivate it, and there is no fear that the surface of the adhesive layer 15 is contaminated. Thereby, the gas barrier property of the laminated body 11 can be made still higher.

<제2 실시 형태에 따른 가스 배리어 필름 및 그 제조 방법><The gas barrier film according to the second embodiment and the manufacturing method thereof>

본 발명의 실시 형태에 따른 가스 배리어 필름은, 필름형으로 형성된 상기 형태의 적층체(11)를 포함한다. 따라서, 상술한 적층체(11)와 마찬가지로, 가스 배리어성이 높은 치밀한 막 구조를 얻을 수 있다.A gas barrier film according to an embodiment of the present invention includes the laminate 11 of the above-described form formed in a film shape. Therefore, similarly to the laminate 11 described above, a dense film structure with high gas barrier properties can be obtained.

또한, 본 실시 형태에 따른 가스 배리어 필름의 제조 방법은, 상술한 적층체(11)의 제조 방법에 의해 제조된 적층체(11)를 필름형으로 형성한다.Moreover, in the manufacturing method of the gas barrier film which concerns on this embodiment, the laminated body 11 manufactured by the manufacturing method of the laminated body 11 mentioned above forms the film form.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 적층체(11)는 UC층(13)의 표층에, C-OH기, COOH기와 같은 관능기가 고밀도화된 밀착층(15)이 설치된 구조로 되어 있다. 그 결과, ALD막의 전구체가 밀착층(15)의 관능기에 가교적으로 결합하는 밀도가 높아지므로, 적층체(11)의 가스 배리어성이 더욱 향상된다. 바꾸어 말하면, ALD막(12)과 UC층(13) 사이에 관능기가 고밀도화된 밀착층(15)을 설치함으로써, ALD막의 전구체가 결합 가능한 흡착 사이트의 밀도가 높아진다. 그로 인해, 본 실시 형태의 적층체(11)에 의하면, ALD막이 이차원 성장하고, 가스 배리어성이 높은 치밀한 막 구조를 얻을 수 있다.As described above, the laminate 11 of the present embodiment has a structure in which the adhesion layer 15 in which functional groups such as C-OH groups and COOH groups are densified is provided on the surface layer of the UC layer 13 . As a result, the density at which the precursor of the ALD film is crosslinked to the functional group of the adhesion layer 15 is increased, so that the gas barrier property of the laminate 11 is further improved. In other words, by providing the adhesion layer 15 in which the functional groups have been densified between the ALD film 12 and the UC layer 13, the density of adsorption sites capable of binding the precursor of the ALD film is increased. Therefore, according to the laminate 11 of this embodiment, the ALD film grows two-dimensionally, and a dense film structure with high gas barrier properties can be obtained.

즉, 본 실시 형태의 적층체(11)는 ALD막(12)의 원료인 전구체가 밀착층(15)의 흡착 사이트에 밀도 높게 배치될 수 있어, 이차원 성장에 가까운 원자층 성장이 가능해진다. 그리고, 이차원 성장한 ALD막(12)은 면 방향으로 원자가 밀하게 결합한 막이 되어 있다. 따라서, 막 두께 방향으로 가스가 투과하는 간극이 적어, 가스 배리어성을 보다 높게 할 수 있다. 따라서, 필름형으로 형성되어서, 가스 배리어 필름으로서 사용할 수 있다.That is, in the laminate 11 of the present embodiment, the precursor, which is a raw material of the ALD film 12 , can be arranged at a high density at the adsorption site of the adhesion layer 15 , so that atomic layer growth close to two-dimensional growth is possible. The two-dimensionally grown ALD film 12 is a film in which atoms are densely bonded in the plane direction. Therefore, there are few gaps through which gas permeate|transmits in the film thickness direction, and gas barrier property can be made higher. Therefore, it is formed in a film form and can be used as a gas barrier film.

실시예 Example

[제1 실시예][First embodiment]

이어서, 상기 제1 실시 형태의 적층체의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.Next, specific examples of the laminate of the first embodiment will be described.

(언더코트층의 형성)(Formation of undercoat layer)

한쪽 면이 접착 용이화 처리면, 다른 한쪽 면이 미처리면(이하 「플레인면」이라고 한다.)을 갖는 두께 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요 보세끼 제조의 「A-4100」) 또는 두께 70㎛의 폴리프로필렌(PP) 필름(미쯔이 가가꾸 토셀로)으로 형성되는 기재의 플레인면에, 와이어 바를 사용하여, 도포 시공액을 도포하여, 건조 후의 막 두께가 0.34㎛인 UC층을 적층하였다.100 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film (“A-4100” manufactured by Toyo Bosekki) having one side of the surface treated for easy adhesion and the other side having an untreated surface (hereinafter referred to as “plain surface”). Alternatively, a coating solution is applied using a wire bar on the plain surface of a substrate formed of a 70 µm-thick polypropylene (PP) film (Mitsui Chemical Tocello), and a UC layer having a film thickness of 0.34 µm after drying is formed. laminated.

상기 도포 시공액의 제작 방법으로서, 구체적으로는, 먼저, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)과 폴리메타크릴산메틸의 공중합체로, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)이 공중합체 중에서 35몰%의 비율로 포함되어 있는 유기 고분자를, 메틸에틸케톤과 시클로헥사논의 혼합 용액에 용해하였다. 계속해서, 스미듀르 N3300(스미토모 바이엘 우레탄(주)사 제조)을 그 혼합 용액에 가하여 도포 시공액을 조제하였다.As a method for producing the coating solution, specifically, first, a copolymer of poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) and polymethyl methacrylate, poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) The organic polymer contained in the copolymer in a proportion of 35 mol% was dissolved in a mixed solution of methyl ethyl ketone and cyclohexanone. Then, Smidur N3300 (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.) was added to the mixed solution to prepare a coating solution.

계속해서, 와이어 바를 사용하여 도포 시공액을 기재에 도포 시공하고, 90℃에서 1분간 건조하였다.Then, the coating liquid was applied to the base material using a wire bar, and it dried at 90 degreeC for 1 minute.

이 후, 도포 시공액이 칠해진 기재를 60℃에서 48시간 가열하였다. 이에 의해, 이소시아네이트 경화제 N3300의 NCO기와 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸) 중의 적어도 일부의 OH기가 반응함으로써, 기재 상에 도 6에 도시하는 화학식을 갖는 UC층을 형성하였다.Thereafter, the substrate coated with the coating solution was heated at 60° C. for 48 hours. Thereby, the NCO group of the isocyanate curing agent N3300 and the OH group of at least a part in the poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) reacted to form a UC layer having the chemical formula shown in FIG. 6 on the substrate.

(원자층 퇴적막의 형성)(Formation of atomic layer deposition film)

UC층의 상면에, 원자층 퇴적법(ALD법)에 의해 Al2O3막을 성막하였다. 이때, 원료 가스는 트리메틸알루미늄(TMA)으로 하였다. 또한, 원료 가스와 동시에 퍼지 가스로서 N2와 O2를 공급하였다. An Al 2 O 3 film was formed on the upper surface of the UC layer by an atomic layer deposition method (ALD method). At this time, the raw material gas was made into trimethylaluminum (TMA). In addition, N 2 and O 2 was supplied as a purge gas and raw material gas at the same time.

또한, 성막실에 원료 가스를 공급하는 스텝과 잉여의 전구체를 배기하여 제거하는 스텝을 반복하였다.Further, the step of supplying the source gas to the film formation chamber and the step of evacuating and removing the surplus precursor were repeated.

그 후, 반응 가스 겸 방전 가스로서 O2를 각각 성막실에 공급하였다. 그 때의 처리 압력은 10 내지 50Pa로 하였다. 또한, 플라즈마 가스 여기용 전원은 13.56MHz의 전원을 사용하고, ICP(Inductively Coupled Plasma) 모드에서 플라즈마 방전을 실시하였다. Thereafter, O 2 was supplied to the deposition chamber as a reaction gas and discharge gas, respectively. The treatment pressure at that time was 10 to 50 Pa. In addition, a 13.56 MHz power supply was used as a power source for excitation of plasma gas, and plasma discharge was performed in an Inductively Coupled Plasma (ICP) mode.

또한, 각 가스의 공급 시간은, TMA와 프로세스 가스를 60m초, 퍼지 가스를 10초, 반응 가스 겸 방전 가스를 10초로 하였다. 그리고, 반응 가스 겸 방전 가스를 성막실에 공급함과 동시에, ICP 모드에서 플라즈마 방전을 발생시켰다. 또한, 이때의 플라즈마 방전의 출력 전원은 250Watt로 하였다. 또한, 플라즈마 방전 후의 가스 퍼지로서, 퍼지 가스 O2와 N2를 성막실에 10초 공급하였다. 또한, 이때의 성막 온도는 90℃로 하였다.In addition, the supply time of each gas was 60 msec for TMA and process gas, 10 second for purge gas, and 10 second for reactive gas and discharge gas. Then, while supplying the reaction gas and discharge gas to the film formation chamber, plasma discharge was generated in the ICP mode. In addition, the output power supply of the plasma discharge at this time was set to 250 Watt. Further, as a gas purge after plasma discharge, purge gases O 2 and N 2 were supplied to the film formation chamber for 10 seconds. In addition, the film-forming temperature at this time was 90 degreeC.

상기와 같은 사이클 조건에 있어서의 Al2O3의 성막 속도는 다음과 같아졌다. 즉, 단위 성막 속도가 1.4 내지 1.5Å/사이클이기 때문에, 15 사이클의 성막 처리를 실시하여 막 두께 2nm의 성막을 행한 바, 성막의 합계 시간은 약 1시간이었다. OH기를 함유하는 유기 고분자를 갖는 UC층이 ALD막에 미치는 영향을 조사하기 위해서, ALD막의 막 두께를 2nm로 설정하였다. ALD막의 막 두께를 2nm로 함으로써, UC층의 영향이 큰 ALD막의 초기 성장을 비교하기 쉽다.Deposition rate of Al 2 O 3 according to the cycle conditions described above were the same as the following. That is, since the unit film-forming rate was 1.4 to 1.5 angstroms/cycle, 15 cycles of film-forming was performed to form a film with a thickness of 2 nm, and the total time for film-forming was about 1 hour. In order to investigate the influence of the UC layer having an organic polymer containing an OH group on the ALD film, the film thickness of the ALD film was set to 2 nm. By setting the thickness of the ALD film to 2 nm, it is easy to compare the initial growth of the ALD film having a large influence of the UC layer.

(적층체의 수증기 투과율)(Water vapor transmission rate of the laminate)

이어서, 적층체의 가스 배리어성에 대해서, 수증기 투과율 측정 장치(모콘사 제조의 MOCON Permatran(상표 등록))을 사용하여, 40℃/90% RH의 분위기에서 적층체의 수증기 투과율을 측정하였다. 도 7은, 본 실시예의 적층체와 비교예의 적층체에 대하여 수증기 투과율을 비교한 도면이다.Next, about the gas barrier property of a laminated body, the water vapor transmission rate of the laminated body was measured in the atmosphere of 40 degreeC/90%RH using the water vapor transmission rate measuring apparatus (MOCON Permatran (trademark) manufactured by Mocon Corporation). Fig. 7 is a view comparing the water vapor transmission rate of the laminate of the present example and the laminate of the comparative example.

<실시예 1><Example 1>

실시예 1에서는, PET 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 1회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 수증기 투과율(WVTR)을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 4.65[g/㎡/day]였다. In Example 1, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the UC layer on the PET film substrate by the ALD method. The number of times of supply and exhaust of the precursor was set to one. Thus, the water vapor transmission rate (WVTR) was measured about the sample of the produced laminated body. The measured value of WVTR at this time was 4.65 [g/m 2 /day].

<실시예 2><Example 2>

실시예 2에서는, PET 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 5회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 2.27[g/㎡/day]이었다. In Example 2, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed by the ALD method on the UC layer on the PET film substrate. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 5 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 2.27 [g/m 2 /day].

<실시예 3><Example 3>

실시예 3에서는, PET 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 10회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 1.25[g/㎡/day]였다. In Example 3, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the UC layer on the PET film substrate by the ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 10 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 1.25 [g/m 2 /day].

<실시예 4><Example 4>

실시예 4에서는, PET 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 1.24[g/㎡/day]였다. In Example 4, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the UC layer on the PET film substrate by the ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 15 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 1.24 [g/m 2 /day].

<실시예 5><Example 5>

실시예 5에서는, PET 필름 기재 상의 UC층에 Al2O3막을 성막하기 전에, ICP 모드에서 플라즈마 방전을 발생시켰다. 또한, 이때의 플라즈마 방전의 출력 전원은 250Watt로 하였다. 또한, 플라즈마 방전 후의 가스 퍼지로서, 퍼지 가스 O2와 N2를 10초 공급하였다. In Example 5, before forming the Al 2 O 3 film on the UC layer on the PET film substrate, plasma discharge was generated in the ICP mode. In addition, the output power supply of the plasma discharge at this time was set to 250 Watt. Further, as a purge gas after the plasma discharge, and supplying a purge gas O 2 and N 2 10 seconds.

표면의 모습을 X선 광전자 분광(니혼덴시 제조)으로 관찰하니, COOH기나 OH기의 피크가 관찰되고, 표면의 OH기가 증가되어 있었다. 계속해서, 표면의 물 접촉각을 접촉각계(KRUSS 제조)로 관찰하니, 플라즈마 처리를 실시하기 전에는 86°였던 것에 비해, 플라즈마 처리 후에는 43°가 되어 있었다. 이것으로부터 플라즈마 처리를 실시함으로써, 표면의 OH기가 고밀도화되었음을 알았다.When the state of the surface was observed with X-ray photoelectron spectroscopy (manufactured by Nippon Electronics Co., Ltd.), peaks of COOH groups and OH groups were observed, and OH groups on the surface were increased. Then, when the water contact angle of the surface was observed with a contact angle meter (manufactured by KRUSS), it was 43° after plasma treatment compared to 86° before plasma treatment. From this, it turned out that the OH group on the surface was densified by performing a plasma treatment.

그 후에, 표면 처리된 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 0.11[g/㎡/day]이었다. Thereafter, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the surface-treated UC layer by ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 15 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 0.11 [g/m 2 /day].

<실시예 6><Example 6>

실시예 6에서는, PP 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 5회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 2.18[g/㎡/day]이었다. In Example 6, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed by the ALD method on the UC layer on the PP film substrate. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 5 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 2.18 [g/m 2 /day].

<실시예 7><Example 7>

실시예 7에서는, PP 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 10회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 1.29[g/㎡/day]였다. In Example 7, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the UC layer on the PP film substrate by the ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 10 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 1.29 [g/m 2 /day].

<실시예 8><Example 8>

실시예 8에서는, PP 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 1.27[g/㎡/day]이었다. In Example 8, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the UC layer on the PP film substrate by the ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 15 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 1.27 [g/m 2 /day].

<실시예 9><Example 9>

실시예 9에서는, PET 필름 기재 상의 UC층 상에 ALD법에 의해 20nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 1회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 1.0×10-3[g/㎡/day]이었다. In Example 9, a 20 nm Al 2 O 3 film was formed on the UC layer on the PET film substrate by the ALD method. The number of times of supply and exhaust of the precursor was set to one. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 1.0×10 -3 [g/m 2 /day].

이어서, 비교예에 대하여 설명한다.Next, a comparative example is demonstrated.

<비교예 1><Comparative Example 1>

비교예 1에서는, 폴리프로필렌(PP) 필름(미쯔이 가가꾸 토셀로 제조, 막 두께 70㎛를 기재 그리고 UC층으로 간주하고, OH기를 갖지 않는 UC층으로서의 예로서 사용하였다. 그리고, 이 기재에 Al2O3막을 성막하지 않고, WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 4.84[g/㎡/day]였다.In Comparative Example 1, a polypropylene (PP) film (manufactured by Mitsui Chemicals Tocell Co., Ltd., a film thickness of 70 μm was regarded as a substrate and a UC layer, and was used as an example as a UC layer having no OH group. Then, Al in this substrate WVTR was measured without forming a 2 O 3 film, and the measured value of WVTR at this time was 4.84 [g/m 2 /day].

<비교예 2><Comparative Example 2>

비교예 2에서는, 비교예 1과 마찬가지로, PP 필름을 기재 그리고 UC층으로 간주하고, OH기를 갖지 않는 UC층으로서 사용하였다. 그리고, 이 기재의 플레인면측에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 5회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 3.24[g/㎡/day]였다.In Comparative Example 2, similarly to Comparative Example 1, the PP film was regarded as the base material and the UC layer, and was used as the UC layer having no OH group. Then, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the plane side of the substrate by the ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 5 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 3.24 [g/m 2 /day].

<비교예 3><Comparative Example 3>

비교예 3에서는, 비교예 1과 마찬가지로, PP 필름을 기재 그리고 UC층으로 간주하고, OH기를 갖지 않는 UC층으로서 사용하였다. 그리고, 이 기재의 플레인면측에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 10회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 2.12[g/㎡/day]였다.In Comparative Example 3, similarly to Comparative Example 1, the PP film was regarded as the substrate and the UC layer, and was used as the UC layer having no OH group. Then, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the plane side of the substrate by the ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 10 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 2.12 [g/m 2 /day].

<비교예 4><Comparative Example 4>

비교예 4에서는, 비교예 1과 마찬가지로, PP 필름을 기재 그리고 UC층으로 간주하고, OH기를 갖지 않는 UC층으로서 사용하였다. 그리고, 이 기재의 플레인면측에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 2.02[g/㎡/day]였다.In Comparative Example 4, similarly to Comparative Example 1, the PP film was regarded as the substrate and the UC layer, and was used as the UC layer having no OH group. Then, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the plane side of the substrate by the ALD method. The supply/exhaust frequency of the precursor was set to 15 times. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 2.02 [g/m 2 /day].

<비교예 5><Comparative Example 5>

비교예 5에서는, 비교예 1과 마찬가지로, PP 필름을 기재 그리고 UC층으로 간주하고, OH기를 갖지 않는 UC층으로서 사용하였다. 그리고, 이 기재의 플레인면측에 ALD법에 의해 20nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체의 공급 배기 횟수는 1회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대해서 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR의 측정값은 0.30[g/㎡/day]이었다.In Comparative Example 5, similarly to Comparative Example 1, the PP film was regarded as the substrate and the UC layer, and was used as the UC layer having no OH group. Then, an Al 2 O 3 film having a thickness of 20 nm was formed on the plane side of the substrate by the ALD method. The number of times of supply and exhaust of the precursor was set to one. WVTR was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The measured value of WVTR at this time was 0.30 [g/m 2 /day].

2nm의 Al2O3막을 성막한 실시예 1부터 8 및 비교예 2부터 4 및 Al2O3막을 성막하지 않은 비교예 1의 내용을 표 1에, 20nm의 Al2O3막을 성막한 실시예 9 및 비교예 5의 내용을 표 2에, 각각 정리하였다.2nm in the Al 2 O 3 Example 1 from 8 and Comparative Examples from 2 to 4, and Al 2 O 3 content of non-film forming in Comparative Example 1 film in Table 1 the deposition film, conducted by the film forming Al 2 O 3 film of 20nm Yes Table 2 summarizes the contents of 9 and Comparative Example 5, respectively.

Figure 112015095970099-pct00002
Figure 112015095970099-pct00002

Figure 112015095970099-pct00003
Figure 112015095970099-pct00003

이상에서, OH기를 함유하는 유기 고분자를 갖는 UC층을 구비한 적층체는, OH기를 함유하지 않는 UC층을 구비한 적층체에 비하여, WVTR가 낮아, 보다 수증기를 차폐하는 효과가 있음이 나타났다.As described above, the laminate having a UC layer having an organic polymer containing an OH group has a lower WVTR compared to a laminate having a UC layer not containing an OH group, and it has been shown that there is an effect of shielding water vapor more.

[제2 실시예][Second embodiment]

이어서, 상기 제2 실시 형태의 적층체의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.Next, specific examples of the laminate of the second embodiment will be described.

(언더코트층의 형성)(Formation of undercoat layer)

한쪽 면이 접착 용이화 처리면, 다른 한쪽 면이 미처리면(이하 「플레인면」이라고 한다.)을 갖는 두께 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요 보세끼 제조의 「A-4100」)으로 형성되는 기재의 플레인면에, 와이어 바를 사용하여, 도포 시공액을 도포하여, 건조 후의 막 두께가 0.34㎛인 UC층을 적층하였다.100 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film (“A-4100” manufactured by Toyo Boseki) having one side of the surface treated for easy adhesion and the other side having an untreated surface (hereinafter referred to as “plain surface”). A coating solution was applied to the plain surface of the base material formed by using a wire bar, and a UC layer having a film thickness of 0.34 µm after drying was laminated.

상기 도포 시공액의 제작 방법으로서는, 구체적으로는, 먼저, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)과 폴리메타크릴산메틸의 공중합체이고, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)이 공중합체 중에서 35몰%의 비율로 포함되어 있는 유기 고분자를, 메틸에틸케톤과 시클로헥사논의 혼합 용액에 용해하였다. 그 후, 도포 시공액을 조제하였다.Specifically, as a method for preparing the coating solution, first, a copolymer of poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) and polymethyl methacrylate, poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) The organic polymer contained in the copolymer in a proportion of 35 mol% was dissolved in a mixed solution of methyl ethyl ketone and cyclohexanone. Thereafter, a coating solution was prepared.

계속해서, 와이어 바를 사용하여 도포 시공액을 기재에 도포 시공하고, 90℃에서 1분간 건조함으로써 기재 상에 UC층을 형성하였다.Then, the coating liquid was applied to the base material using a wire bar, and the UC layer was formed on the base material by drying at 90 degreeC for 1 minute.

(밀착층의 형성)(Formation of an adhesive layer)

UC층의 상면에 반응 가스 겸 방전 가스로서 O2 및 N2 중 어느 한쪽을, 각각 성막실에 공급하였다. 그 때의 처리 압력은 10 내지 50Pa로 하였다. 또한, 플라즈마 가스 여기용 전원은 13.56MHz의 전원을 사용하고, ICP(Inductively Coupled Plasma) 모드에서 플라즈마 방전을 60초 실시하였다. 또한, 이때의 플라즈마 방전의 출력 전원은 250Watt로 하였다. 또한, 플라즈마 방전 후의 가스 퍼지로서, 퍼지 가스 O2와 N2를 성막실에 10초 공급하였다. 또한, 이때의 반응 온도는 90℃로 하였다. Either one of O 2 and N 2 was supplied to the film formation chamber as a reactive gas and discharge gas on the upper surface of the UC layer, respectively. The treatment pressure at that time was 10 to 50 Pa. In addition, the power supply for plasma gas excitation was 13.56 MHz, and plasma discharge was performed for 60 seconds in ICP (Inductively Coupled Plasma) mode. In addition, the output power supply of the plasma discharge at this time was set to 250 Watt. Further, as a gas purge after plasma discharge, purge gases O 2 and N 2 were supplied to the film formation chamber for 10 seconds. In addition, the reaction temperature at this time was 90 degreeC.

여기서, 밀착층 및 UC층의 원소비에 대해서, X선 광전자 분광(니혼덴시 제조)을 사용하여, C1s 및 O1s의 피크 강도를 비교하였다. X선원에는 MgKα선을 사용하고, 체류 시간은 100밀리초, 적산 횟수는 5회로 하였다. 다음의 표 3은, 본 실시예의 적층체와 비교예의 적층체에 대하여 O/C의 피크 높이비에 대하여 비교한 표이다.Here, with respect to the element ratio of the adhesion layer and the UC layer, the peak intensities of C1s and O1s were compared using X-ray photoelectron spectroscopy (manufactured by Nippon Electronics). MgKα ray was used as the X-ray source, the residence time was 100 milliseconds, and the number of integrations was 5 times. Table 3 below is a table comparing the O/C peak height ratio for the laminate of this example and the laminate of the comparative example.

Figure 112015095970099-pct00004
Figure 112015095970099-pct00004

(원자층 퇴적막의 형성)(Formation of atomic layer deposition film)

밀착층의 상면에, 원자층 퇴적법(ALD법)에 의해 Al2O3막을 성막하였다. 이때, 원료 가스는 트리메틸알루미늄(TMA)으로 하였다. 또한, 원료 가스와 동시에 퍼지 가스로서 N2와 O2를 공급하였다. An Al 2 O 3 film was formed on the upper surface of the adhesion layer by an atomic layer deposition method (ALD method). At this time, the raw material gas was made into trimethylaluminum (TMA). In addition, N 2 and O 2 was supplied as a purge gas and raw material gas at the same time.

또한, 성막실에 원료 가스를 공급하는 스텝과 잉여의 전구체를 배기하여 제거하는 스텝을 반복하였다.Further, the step of supplying the source gas to the film formation chamber and the step of evacuating and removing the surplus precursor were repeated.

그 후, 반응 가스 겸 방전 가스로서 O2를, 각각 성막실에 공급하였다. 그 때의 처리 압력은 10 내지 50Pa로 하였다. 또한, 플라즈마 가스 여기용 전원은 13.56MHz의 전원을 사용하고, ICP(Inductively Coupled Plasma) 모드에서 플라즈마 방전을 실시하였다. Thereafter, O 2 was supplied to the deposition chamber as a reaction gas and discharge gas, respectively. The treatment pressure at that time was 10 to 50 Pa. In addition, a 13.56 MHz power supply was used as a power source for excitation of plasma gas, and plasma discharge was performed in an Inductively Coupled Plasma (ICP) mode.

또한, 각 가스의 공급 시간은, TMA와 프로세스 가스를 60m초, 퍼지 가스를 10초, 반응 가스 겸 방전 가스를 10초로 하였다. 그리고, 반응 가스 겸 방전 가스를 성막실에 공급함과 동시에, ICP 모드에서 플라즈마 방전을 발생시켰다. 또한, 이때의 플라즈마 방전의 출력 전원은 250Watt로 하였다. 또한, 플라즈마 방전 후의 가스 퍼지로서, 퍼지 가스 O2와 N2를 10초 성막실에 공급하였다. 또한, 이때의 성막 온도는 90℃로 하였다.In addition, the supply time of each gas was 60 msec for TMA and process gas, 10 second for purge gas, and 10 second for reactive gas and discharge gas. Then, while supplying the reaction gas and discharge gas to the film formation chamber, plasma discharge was generated in the ICP mode. In addition, the output power supply of the plasma discharge at this time was set to 250 Watt. Further, as a purge gas after the plasma discharge, and supplying a purge gas O 2 and N 2 in 10 seconds the chamber. In addition, the film-forming temperature at this time was 90 degreeC.

상기와 같은 사이클 조건에 있어서의 Al2O3의 성막 속도는 다음과 같아졌다. 즉, 단위 성막 속도가 1.4 내지 1.5Å/사이클이기 때문에, 15 사이클의 성막 처리를 실시하여 막 두께 2nm의 성막을 행한 바, 성막의 합계 시간은 약 1시간이었다. 구핵성의 관능기를 갖는 밀착층이 ALD막에 미치는 영향을 조사하기 위해서, ALD막의 막 두께를 2nm로 설정하였다. ALD막의 막 두께를 2nm로 함으로써, UC층의 영향이 큰 ALD막의 초기 성장을 비교하기 쉽다.Deposition rate of Al 2 O 3 according to the cycle conditions described above were the same as the following. That is, since the unit film-forming rate was 1.4 to 1.5 angstroms/cycle, 15 cycles of film-forming was performed to form a film with a thickness of 2 nm, and the total time for film-forming was about 1 hour. In order to investigate the influence of the adhesive layer having a nucleophilic functional group on the ALD film, the thickness of the ALD film was set to 2 nm. By setting the thickness of the ALD film to 2 nm, it is easy to compare the initial growth of the ALD film having a large influence of the UC layer.

(적층체의 수증기 투과율)(Water vapor transmission rate of the laminate)

이어서, 적층체의 가스 배리어성에 대해서, 수증기 투과율 측정 장치(모콘사 제조의 MOCON Permatran(상표 등록))을 사용하여, 40℃/90% RH의 분위기에서 적층체의 수증기 투과율을 측정하였다. 다음의 표 4는, 본 실시예의 적층체와 비교예의 적층체에 대하여 수증기 투과율을 비교한 표이다.Next, about the gas barrier property of a laminated body, the water vapor transmission rate of the laminated body was measured in the atmosphere of 40 degreeC/90%RH using the water vapor transmission rate measuring apparatus (MOCON Permatran (trademark) manufactured by Mocon Corporation). Table 4 below is a table comparing the water vapor transmission rate of the laminate of the present example and the laminate of the comparative example.

Figure 112015095970099-pct00005
Figure 112015095970099-pct00005

<실시예 10><Example 10>

실시예 10에서는, UC층 상에 O2를 공급하면서 플라즈마 처리를 60초 실시하여 밀착층을 도입하였다. 이때의 밀착층 표면의 원소비를 X선 광전자 분광에 의해 측정하였다. 이때의 밀착층의 O와 C와의 원소비는, O/C=0.68이었다.In Example 10, plasma treatment was performed for 60 seconds while supplying O 2 on the UC layer, and the adhesion layer was introduced. The element ratio on the surface of the adhesion layer at this time was measured by X-ray photoelectron spectroscopy. The element ratio of O and C of the adhesion layer at this time was O/C=0.68.

계속해서, 밀착층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대하여 수증기 투과율(WVTR)을 측정하였다. 이때의 WVTR는 0.09[g/㎡/day]였다. Then, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the adhesion layer by the ALD method. The number of times of supply and exhaust of the precursor was set to 15 times. The water vapor transmission rate (WVTR) was measured about the sample of the laminated body produced in this way. The WVTR at this time was 0.09 [g/m 2 /day].

<실시예 11><Example 11>

실시예 11에서는, UC층 상에 O2를 공급하면서 플라즈마 처리를 120초 실시하여 밀착층을 도입하였다. 이때의 밀착층 표면의 원소비를 X선 광전자 분광에 의해 측정하였다. 이때의 밀착층의 O와 C의 원소비는, O/C=0.72이었다.In Example 11, plasma treatment was performed for 120 seconds while supplying O 2 on the UC layer, and the adhesion layer was introduced. The element ratio on the surface of the adhesion layer at this time was measured by X-ray photoelectron spectroscopy. The element ratio of O and C of the adhesion layer at this time was O/C=0.72.

계속해서, 밀착층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대하여 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR는 0.20[g/㎡/day]이었다. Then, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the adhesion layer by the ALD method. The number of times of supply and exhaust of the precursor was set to 15 times. WVTR was measured with respect to the sample of the laminated body produced in this way. The WVTR at this time was 0.20 [g/m 2 /day].

<실시예 12><Example 12>

실시예 12에서는, UC층 상에 N2를 공급하면서 플라즈마 처리를 60초 실시하여 밀착층을 도입하였다. 이때의 밀착층 표면의 원소비를 X선 광전자 분광에 의해 측정하였다. 이때의 밀착층의 N과 C의 원소비는, N/C=0.03이었다.In Example 12, plasma treatment was performed for 60 seconds while supplying N 2 on the UC layer, and the adhesion layer was introduced. The element ratio on the surface of the adhesion layer at this time was measured by X-ray photoelectron spectroscopy. The element ratio of N and C in the adhesion layer at this time was N/C=0.03.

계속해서, 밀착층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대하여 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR는 0.70[g/㎡/day]이었다. Then, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the adhesion layer by the ALD method. The number of times of supply and exhaust of the precursor was set to 15 times. WVTR was measured with respect to the sample of the laminated body produced in this way. The WVTR at this time was 0.70 [g/m 2 /day].

<비교예 6><Comparative Example 6>

비교예 6에서는, UC층 상에 표면 처리를 행하지 않았다. 이때의 UC층의 표면의 원소비를 X선 광전자 분광에 의해 측정하였다. 이때의 UC층의 O와 C의 원소비는, O/C=0.40이었다.In Comparative Example 6, no surface treatment was performed on the UC layer. The element ratio of the surface of the UC layer at this time was measured by X-ray photoelectron spectroscopy. The element ratio of O and C of the UC layer at this time was O/C=0.40.

계속해서, 밀착층 상에 ALD법에 의해 2nm의 Al2O3막을 성막하였다. 전구체 공급 배기 횟수는 15회로 하였다. 이와 같이 하여 제작한 적층체의 시료에 대하여 WVTR을 측정하였다. 이때의 WVTR는 1.20[g/㎡/day]이었다. Then, a 2 nm Al 2 O 3 film was formed on the adhesion layer by the ALD method. The number of times of supply and exhaust of the precursor was set to 15 times. WVTR was measured with respect to the sample of the laminated body produced in this way. The WVTR at this time was 1.20 [g/m 2 /day].

이상에서, 밀착층을 구비한 실시예 10 내지 12의 적층체는, 밀착층을 포함하지 않는 비교예 6의 적층체에 비하여 WVTR가 낮아, 보다 수증기를 차폐하는 효과가 있음이 나타났다.As described above, it was shown that the laminates of Examples 10 to 12 having the adhesion layer had a lower WVTR than the laminate of Comparative Example 6 not including the adhesion layer, and had an effect of more shielding water vapor.

또한, 상술에서는 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명의 효과를 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시예 등에 한정되지 않는다.In addition, although the effect of this invention was demonstrated using an Example and a comparative example in the above, this invention is not limited to the Example etc. mentioned above.

본 발명의 적층체는, 일렉트로루미네센스 소자(EL 소자), 액정 디스플레이, 반도체 웨이퍼 등의 전자 부품에 이용할 수 있음은 물론이지만, 의약품이나 식료 등의 포장용 필름 등에도 유효하게 이용할 수 있다.Of course, the laminate of the present invention can be used for electronic components such as electroluminescent elements (EL elements), liquid crystal displays, and semiconductor wafers, but can also be effectively used for packaging films such as pharmaceuticals and foodstuffs.

1, 11: 적층체
2, 12: 원자층 퇴적막(ALD막)
3, 13: 언더코트층(UC층)
4, 14: 고분자 기재(기재)
15: 밀착층
1, 11: Laminate
2, 12: atomic layer deposition film (ALD film)
3, 13: undercoat layer (UC layer)
4, 14: polymer substrate (substrate)
15: adhesion layer

Claims (15)

표면을 갖는 기재와,
상기 기재의 상기 표면 상의 적어도 일부에 형성되고, OH기를 가지고, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)과 폴리메타크릴산메틸의 공중합체로만 이루어진 제1 유기 고분자가, 상기 OH기의 일부와, NCO기를 포함하는 제2 유기 고분자의 상기 NCO기와의 반응을 통해 분자간 가교되어 있고, 상기 가교된 일부의 OH기를 제외한 상기 OH기를 가진 3차원 그물눈 구조가 형성되어 있는 막형 또는 필름형의 언더코트층과,
전구체를 원료로 하여 형성되고, 상기 언더코트층의 노출면 상을 덮는 막형으로 형성된 원자층 퇴적막
을 구비하고,
상기 전구체의 적어도 일부가, 상기 제1 유기 고분자의 상기 OH기에 결합하고 있는 적층체.
a substrate having a surface;
A first organic polymer formed on at least a part of the surface of the substrate, having an OH group, and consisting only of a copolymer of poly(methacrylate-2-hydroxyethyl) and polymethyl methacrylate, is a part of the OH group A film-type or film-type undercoat that is crosslinked intermolecularly through reaction with the NCO group of the second organic polymer containing an NCO group, and a three-dimensional network structure having the OH groups excluding some of the crosslinked OH groups is formed floor and
An atomic layer deposition film formed using a precursor as a raw material and formed in a film shape covering the exposed surface of the undercoat layer
to provide
At least a part of the precursor is bonded to the OH group of the first organic polymer.
제1항에 있어서,
상기 공중합체의 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)이 상기 공중합체 중에서 15몰% 이상 50몰% 이하의 비율로 포함되어 있는 적층체.
According to claim 1,
A laminate in which poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) of the copolymer is contained in a proportion of 15 mol% or more and 50 mol% or less in the copolymer.
표면을 갖는 고분자 기재와,
상기 고분자 기재의 상기 표면 상의 적어도 일부에 형성되고, 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 언더코트층과,
상기 언더코트층의 표면을 덮도록 형성되고, 구핵성 관능기를 포함하고 또한 산소 원소 O와 탄소 원소 C의 원소비 O/C 및 질소 원소 N과 탄소 원소 C의 원소비 N/C 중 적어도 한쪽이 상기 언더코트층보다도 큰 밀착층과,
전구체를 원료로 하여 상기 밀착층의 표면을 덮도록 형성되어 있는 원자층 퇴적막을 구비하고,
상기 밀착층이, 상기 밀착층의 표층 부분으로부터 막 두께 방향을 향하여 원소비 O/C가 0.45 이상 0.85 이하의 범위가 되는 영역으로 되고, 원소비 O/C가 상기 언더코트층의 저면에 대하여 0.1 이상 증가하는 영역을 밀착층과 언더코트층의 계면으로 하거나,
상기 밀착층이, 상기 밀착층의 표층 부분으로부터 막 두께 방향을 향하여 원소비 N/C가 0.01 이상 0.20 이하의 범위가 되는 영역으로 되고, 원소비 N/C가 상기 언더코트층의 저면에 대하여 0.02 이상 증가하는 영역을 밀착층과 언더코트층의 계면으로 하고,
상기 밀착층의 막 두께가 0.1nm 이상 100nm 이하이며,
상기 전구체의 적어도 일부가 상기 구핵성 관능기에 결합하고 있는 적층체.
A polymer substrate having a surface,
a film-like or film-like undercoat layer formed on at least a part of the surface of the polymer substrate and containing an organic polymer;
It is formed so as to cover the surface of the undercoat layer, contains a nucleophilic functional group, and at least one of the element ratio O/C of the oxygen element O and the carbon element C and the element ratio N/C of the nitrogen element N and the carbon element C is an adhesive layer larger than the undercoat layer;
an atomic layer deposition film formed so as to cover the surface of the adhesion layer using a precursor as a raw material;
The adhesion layer becomes a region in which the element ratio O/C is in the range of 0.45 or more and 0.85 or less from the surface layer portion of the adhesion layer toward the film thickness direction, and the element ratio O/C is 0.1 with respect to the bottom surface of the undercoat layer The area increasing abnormally is made the interface between the adhesion layer and the undercoat layer, or
The adhesion layer becomes a region in which the element ratio N/C is in the range of 0.01 or more and 0.20 or less from the surface layer portion of the adhesion layer toward the film thickness direction, and the element ratio N/C is 0.02 with respect to the bottom surface of the undercoat layer. The region that increases abnormally is made the interface between the adhesion layer and the undercoat layer,
The film thickness of the adhesive layer is 0.1 nm or more and 100 nm or less,
At least a part of the precursor is bonded to the nucleophilic functional group.
제3항에 있어서, 상기 언더코트층이, 비공유 전자쌍을 포함하는 원소 또는 관능기를 갖는 적층체.The laminate according to claim 3, wherein the undercoat layer has an element or a functional group containing a lone pair of electrons. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 언더코트층의 막 두께가 100nm 이상 100㎛ 이하인 적층체.The laminate according to claim 3 or 4, wherein the undercoat layer has a film thickness of 100 nm or more and 100 µm or less. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 원자층 퇴적막의 막 두께가 2nm 이상 50nm 이하인 적층체.The laminate according to claim 3 or 4, wherein the atomic layer deposition film has a thickness of 2 nm or more and 50 nm or less. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 원자층 퇴적막이, Al 및 Si 중 적어도 한쪽을 포함하는 적층체.The laminate according to claim 3 or 4, wherein the atomic layer deposition film contains at least one of Al and Si. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 원자층 퇴적막이 상기 밀착층과 접하는 표면 상에 Ti를 포함하는 적층체.The laminate according to claim 3 or 4, wherein the atomic layer deposition film contains Ti on a surface in contact with the adhesion layer. 필름형으로 형성된 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 적층체를 구비하는 가스 배리어 필름.A gas barrier film comprising the laminate according to any one of claims 1 to 4 formed in a film shape. 기재를 준비하고,
상기 기재의 표면의 적어도 일부에, OH기를 포함하는 관능기를 가지고, 폴리(메타크릴산-2-히드록시에틸)과 폴리메타크릴산메틸의 공중합체로만 이루어진 제1 유기 고분자가, 상기 OH기의 일부와, NCO기를 포함하는 제2 유기 고분자의 상기 NCO기와의 반응을 통해 분자간 가교되어 있고, 상기 가교된 일부의 OH기를 제외한 상기 OH기를 가진 3차원 그물눈 구조가 형성되어 있는 막형 또는 필름형의 언더코트층과,
상기 언더코트층의 노출면의 일부를 표면 처리하여, 상기 제1 유기 고분자의 관능기를 고밀도화시키고,
원자층 퇴적막이 되는 전구체가, 상기 언더코트층에 함유되는 상기 제1 유기 고분자의 OH기 및 상기 고밀도화된 관능기에 결합하도록, 상기 노출면 상에 전구체 원료를 공급하고,
상기 전구체 원료 중 상기 언더코트층과 결합하지 않은 잉여의 상기 전구체 원료를 제거하고, 상기 제1 유기 고분자의 OH기 및 상기 고밀도화된 관능기에의 상기 전구체의 결합량을 포화시켜서, 원자층 퇴적막을 형성하는
것을 포함하는 적층체의 제조 방법.
prepare the material,
A first organic polymer having a functional group containing an OH group on at least a part of the surface of the substrate and consisting only of a copolymer of poly(methacrylic acid-2-hydroxyethyl) and polymethyl methacrylate, A film-type or film-type under which is crosslinked intermolecularly through a reaction between a part and the NCO group of the second organic polymer containing an NCO group, and a three-dimensional network structure having the OH groups excluding the crosslinked part of the OH group is formed coat layer,
A portion of the exposed surface of the undercoat layer is surface-treated to densify the functional groups of the first organic polymer,
supplying a precursor raw material on the exposed surface so that the precursor serving as the atomic layer deposition film binds to the OH group and the densified functional group of the first organic polymer contained in the undercoat layer,
An atomic layer deposition film is formed by removing an excess of the precursor raw material that is not bound to the undercoat layer in the precursor raw material, and saturating the amount of binding of the precursor to the OH group and the densified functional group of the first organic polymer. doing
A method for manufacturing a laminate comprising
기재를 준비하고,
상기 기재의 표면의 적어도 일부에, 관능기를 갖는 유기 고분자를 함유하는 막형 또는 필름형의 언더코트층을 형성하고,
상기 언더코트층의 노출면의 적어도 일부를 표면 처리함으로써 상기 언더코트층 상에 구핵성의 관능기를 갖는 밀착층을 막 두께 0.1nm 이상 100nm 이하로 형성하고,
상기 밀착층이, 상기 밀착층의 표층 부분으로부터 막 두께 방향을 향하여 원소비 O/C가 0.45 이상 0.85 이하의 범위가 되는 영역으로 되고, 원소비 O/C가 상기 언더코트층의 저면에 대하여 0.1 이상 증가하는 영역을 밀착층과 언더코트층의 계면으로 하거나,
상기 밀착층이, 상기 밀착층의 표층 부분으로부터 막 두께 방향을 향하여 원소비 N/C가 0.01 이상 0.20 이하의 범위가 되는 영역으로 되고, 원소비 N/C가 상기 언더코트층의 저면에 대하여 0.02 이상 증가하는 영역을 밀착층과 언더코트층의 계면으로 하고,
원자층 퇴적막이 되는 전구체가, 상기 언더코트층의 관능기 또는 상기 밀착층의 구핵성 관능기에 결합하도록, 상기 밀착층의 표면 상에 전구체 원료를 공급하고,
상기 전구체 원료 중 상기 언더코트층 및 상기 밀착층과 결합하지 않은 잉여의 상기 전구체 원료를 제거하고, 상기 언더코트층의 관능기 또는 상기 밀착층의 구핵성 관능기에 결합한 상기 전구체의 결합량을 포화시켜서, 원자층 퇴적막을 형성하는
것을 포함하는 적층체의 제조 방법.
prepare the material,
Forming a film-like or film-like undercoat layer containing an organic polymer having a functional group on at least a part of the surface of the substrate,
forming an adhesive layer having a nucleophilic functional group on the undercoat layer with a film thickness of 0.1 nm or more and 100 nm or less by surface treatment of at least a part of the exposed surface of the undercoat layer;
The adhesion layer becomes a region in which the element ratio O/C is in the range of 0.45 or more and 0.85 or less from the surface layer portion of the adhesion layer toward the film thickness direction, and the element ratio O/C is 0.1 with respect to the bottom surface of the undercoat layer The area increasing abnormally is made the interface between the adhesion layer and the undercoat layer, or
The adhesion layer becomes a region in which the element ratio N/C is in the range of 0.01 or more and 0.20 or less from the surface layer portion of the adhesion layer toward the film thickness direction, and the element ratio N/C is 0.02 with respect to the bottom surface of the undercoat layer. The region that increases abnormally is made the interface between the adhesion layer and the undercoat layer,
A precursor raw material is supplied on the surface of the adhesion layer so that the precursor serving as the atomic layer deposition film binds to a functional group of the undercoat layer or a nucleophilic functional group of the adhesion layer,
In the precursor raw material, the excess of the precursor raw material not bonded to the undercoat layer and the adhesion layer is removed, and the amount of binding of the precursor bound to the functional group of the undercoat layer or the nucleophilic functional group of the adhesion layer is saturated, forming an atomic layer deposition film
A method for manufacturing a laminate comprising
제10항 또는 제11항에 기재된 적층체의 제조 방법에 의해 필름형으로 적층체를 형성하는 가스 배리어 필름의 제조 방법.The manufacturing method of the gas barrier film which forms a laminated body in film form by the manufacturing method of the laminated body of Claim 10 or 11. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150109984A (en) * 2014-03-21 2015-10-02 삼성전자주식회사 Gas barrier film, refrigerator having the same and method of manufacturing the gas barrier film
EP3667746B1 (en) * 2014-12-26 2023-12-06 Toppan Inc. Method for manufacturing a wavelength conversion member
JP6536105B2 (en) 2015-03-17 2019-07-03 凸版印刷株式会社 LAMINATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND GAS BARRIER FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP6657588B2 (en) * 2015-04-17 2020-03-04 凸版印刷株式会社 Laminated body and method for producing the same
KR102438137B1 (en) 2015-12-02 2022-08-30 에스케이이노베이션 주식회사 Separator for secondary cell havign excelletn heat resistance and shut down property
CN110719968A (en) 2017-06-22 2020-01-21 宝洁公司 Film comprising a water-soluble layer and a vapor-deposited inorganic coating
US11192139B2 (en) 2017-06-22 2021-12-07 The Procter & Gamble Company Films including a water-soluble layer and a vapor-deposited organic coating
EP3694715B1 (en) 2017-10-09 2021-07-07 Cryovac, LLC Use of high barrier and peelable polyester film for tray lidding, dual ovenable packaging applications and tray lidding dual ovenable packages obtained therefrom
JPWO2021024873A1 (en) * 2019-08-02 2021-02-11
CN117301589A (en) * 2023-11-02 2023-12-29 江苏思尔德科技有限公司 Preparation method of high barrier film for flexible display

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013015412A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 凸版印刷株式会社 Laminated body, gas barrier film, and method for producing laminated body and gas barrier film
WO2013015417A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 凸版印刷株式会社 Laminate, gas barrier film, production method for laminate, and laminate production device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070275181A1 (en) 2003-05-16 2007-11-29 Carcia Peter F Barrier films for plastic substrates fabricated by atomic layer deposition
KR20070108918A (en) 2005-02-22 2007-11-13 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 Plasma pre-treating surfaces for atomic layer deposition
JP2009154449A (en) * 2007-12-27 2009-07-16 Toppan Printing Co Ltd Barrier film
GB0807037D0 (en) * 2008-04-17 2008-05-21 Dupont Teijin Films Us Ltd Coated polymeric films
KR101563950B1 (en) 2008-10-01 2015-10-28 도레이 카부시키가이샤 Gas barrier film
JP5668294B2 (en) * 2010-02-23 2015-02-12 凸版印刷株式会社 Gas barrier film and manufacturing method thereof
JP5223934B2 (en) * 2010-03-29 2013-06-26 パナソニック株式会社 Inkjet device
JP2012096431A (en) 2010-11-01 2012-05-24 Sony Corp Barrier film, and method of manufacturing the same
CN202685449U (en) * 2012-05-11 2013-01-23 浙江中越包装材料有限公司 High-efficiency compound barrier film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013015412A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 凸版印刷株式会社 Laminated body, gas barrier film, and method for producing laminated body and gas barrier film
WO2013015417A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 凸版印刷株式会社 Laminate, gas barrier film, production method for laminate, and laminate production device

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